Tugas Makalah Fisika Kelas X- Rangkuman Fisika Bu Nur, SMK-SMAKBO

Sifat mekanik adalah kemampuan  suatu zat (BAHAN) dalam menahan beban (gaya) yang dikenakan pada zat itu. Tinjauan sifat mekanik zat meliputi kekuatan, kekerasan, elastisitas, kekakuan, plastisitas dan kelelahan bahan.

A. Kerapatan dan Berat Jenis.

§   Kerapatan

Kecepatan atau rapat massa atau massa jenis (massa density) suatu zat didefinisikan sebagai massa zat itu per satuan volume, yaitu ρ = m/v
Dengan m = massa benda (kg)
V = Volume benda (m3)
ρ = massa jenis atau rapat massa (kg/ m3)

§  Berat Jenis

Berat Jenis (BJ) suatu zat adalah berat zat itu sendiri (w) per satuan waktu (V) atau dapat ditulis sebagai:  BJ = W/V

Di mana BJ = berat jenis bahan (N/ m3)
W =berat bahan (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan grafitasi bumi (m/s2)
V = volume bahan (m3)
ρ = massa jenis atau rapat massa (kg/ m3)

B.  Kekuatan Bahan

§  Tegangan (stress)
Apabila pada suatu benda diberikan dua buah gaya sama besar dan berlawanan arah, maka pada benda timbul suatu keadaan yang disebut tegang, atau benda mengalami tegangan. Ada 5 (lima) jenis tegangan:
o    Tegangan tarik                  o    Tegangan tekan     o    Tegangan punter
o    Tegangan lengkung           o    Tegangan geser

§   Regangan (Strain)
Regangan adalah perubahan relatif ukuran atau bentuk benda yang mengalami tegangan. Besarnya regangan didefinisikan sebagai perubahan ukuran per ukuran mula-mula.
Atau e = ∆L/L, di mana:
e     = regangan
∆L = perubahan ukuran yang bisa bertambah atau berkurang panjangnya
L    = panjang mula-mula
Ada 3 (tiga) macam regangan:
o    Regangan tarik      o    Regangan tekan    o    Regangan geser

“Bila suatu pegas diberikan beban (w) maka pegas akan bertambah panjang (x)”

maka berlaku hubungan :

Keterangan :
F = gaya pegas (N)
k = konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m)
nhj

Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya yang bekerja pada pegas justru berlawanan dengan  gaya yang kita berikan (misal : jika pegas kita tarik ke bawah maka menimbulkan gaya pegas ke atas)  dan bila hanya ditanya nilainya saja maka tanda negatif tersebut boleh tidak dicantumkan. Bila pertambahan panjang pegas disebabkan oleh beban (w) yang digantungkan pada salah satu ujungnya, maka berlaku hubungan :

Gaya (F) = Berat Beban (w)

Sedangkan beban tersebut dapat dicari dengan rumus :

Keterangan :
w   = berat beban (N)
m   = massa beban (kg)
g    = percepatan grafitasi (m/s²)

besarnya percepatan grafitasi biasanya = 10 m/s² atau 9,8 m/s². Biasanya dalam soal sudah dicantumkan dan seandainya belum maka biasanya percepatan grafitasi yang dipakai yang 10 m/s².

Besar energi potensial pegas dapat dihitung dengan rumus :

    atau      


Hubungan antara gaya dan pertambahan panjang dapat digambarkan dalam grafik sebagai berikut :

Susunan Pegas 

 A. Susunan Seri
besar konstanta gabungannya :

setelah mendapat nilai 1/ks jangan lupa dibalik untuk mendapatkan nilai ks.
jika nilai k1 = k2 = k3 = .... maka :

n = banyaknya pegas

b. Susunan Paralel

besar konstanta gabungannya :

jika nilai k1 = k2 = k3 = .... maka :

n = banyaknya pegas

Bila susunan pegas terdiri dari gabungan susunan seri dan paralel maka harus ditentukan dahulu bagian yang digabung terlebih dahulu. jika diibaratkan aliran sungai maka bagian cabang yang terumitlah yang digabung terlebih dahulu, baru kemudian hasil gabungan tersebut digabung dengan bagian yang lain....intinya penggabungan secara seri dan paralel mempunyai rumus yang berbeda sehingga tidak mungkin dikerjakan bersama-sama, di dalam rangkaian paralel bisa jadi ada bagian yang harus diseri terlebih dahulu dan sebaliknya dalam rangkaian seri bisa jadi ada bagian yang harus diparalel terlebih dahulu, seperti contoh di bawah ini :

Modulus Young/Elastis 

jika ada benda yang bersifat elastis dengan panjang tertentu kemudian ditarik dengan gaya tertentu yang mengakibatkan pertambahan panjang benda tersebut maka berlaku hubungan :

pengambaran di atas  diasumsikan luas penampangnya berbentuk lingkaran.... dan besarnya tegangan (T) dan regangan dari peristiwa tersebut dapat dicari dengan rumus :

Tegangan (T) :

F = gaya (N)

Regangan (e) :

dan nilai modulus young/elastinya = tegangan (T) dibagi regangannya (e) :

Periode dan Frekuensi pada Pegas

Periode ( T ) :

Frekuensi ( f ) :

Keterangan :
k  = konstanta pegas
m = massa beban pada pegas ( kg )

MODULUS ELASTISITAS

Regangan.

Didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang awalnya (L). Pertambahan panjang ini tidak hanya terjadi pada ujungnya saja, tetapi pada setiap bagian batang yang terentang dengan perbandingan yang sama.

Karena merupakan hasil bagi dari dua besaran yang berdimensi sama, maka regangan tidak memiliki satuan.

Tegangan.

Tegangan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tarik (F) yang dikerjakan padabenda dengan luas penampangnya (A).

Dalam SI. tegangan memiliki satuan  atau Pascal

Besarnya gaya untuk menghasilkan tegangan dan regangan tiap-tiap benda pada umumnya berbeda, tergantung pada jenis dan sifat benda.

Tabel 1 : Modulus Young Beberapa Benda.

Jenis Zat	Modulus Young (N/m2)
TungstenSteelCopper  Brass Aluminium Kaca Kuarsa	35 x 101020 x 101011 x 1010  9,1 x 1010 7,0 x 1010 6,5 – 7,8 x 1010 5,6 x 1010

Elastisitas

Suatu benda dikatakan memiliki sifat elastisitas jika benda itu diberi gaya kemudian gaya itu dihilangkan, benda akan kembali ke bentuk semula. Jika suatu benda tidak dapat kembali lagi ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan, benda itu dikatakan plastis.

·         Contoh benda elastis: karet, pegas, baja, kayu.

    

·         Contoh benda plastis: plastisin, tanah liat, adonan kue.

·          

      

Hukum Hooke

Benda elastisitas juga memiliki batas elastisitas tertentu. Andaikan benda elastis diberi gaya tertentu dan kemudian dilepaskan. Jika bentuk benda tidak kembali ke bentuk semula, berarti berarti gaya yang diberikan telah melewati batas elastisitasny. Keadaan itu juga dinamakan keadaan plastis.

Jika kita menarik ujung pegas, sementara ujung yang lain terikat tetap, pegas akan bertambah panjang. Jika pegas kita lepaskan, pegas akan kembali ke posisi semula akibat gaya pemulih .

Pertambahan panjang  pegas saat diberi gaya akan sebanding dengan besar gaya yang diberikan. Halini sesuai dengan hukum Hooke, yang menyatakan bahwa:

“ jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka perubahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”

Gambar 4. Pengaruh Gaya (F) Terhadap Perubahan Panjang Pegas (ΔL)

Besar gaya pemulih  sama dengan besar gaya yang diberikan, yaitu ,tetapi arahnya berlawanan:

Berdasarkan hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas yang ditarik  sepanjang  adalah : 

Fr = -kΔL

dengan k adalah konstanta yang berhubungan dengan sifat kekakuan pegas.

Persamaan tersebut merupakan bentuk matematis hukum Hooke. Dalam SI, satuan k adalah . Tanda negatif pada persamaan menunjukkan bahwa gaya pemulih berlawanan arah dengan simpangan pegas.

Energi Potensial Pegas

Menurut hukum Hooke, untuk meregangkan pegas sepanjang  diperlukan gaya sebesar . Ketika teregang, pegas memiliki energi potensial, jika gaya tarik  dilepas, pegas akan melakukan usaha sebesar 

Gambar 6. Grafik hubungan antara gaya  yang diberikan pada pegas dan pertambahan panjang pegas .

Gambar 3. menunjukkan grafik hubungan antara besar gaya yang diberikan pada pegas dan pertambahan panjang pegas. Energi potensial pegas  dapat diperoleh dengan menghitung luas daerah di bawah kurva. Jadi,

Susunan Pegas Secara Seri

Gambar 7. Susunan Pegas Secara Seri

Misalkan kita menyambungkan dua pegas dengan konstanta . Sebelum diberi beban, panjang masing-masing

pegas adalah . Ketika diberikan beban seberat , maka panjang pegas atas bertambah sebesar   dan panjang

pegas bawah bertambah sebesar  Berarti, pertambahan panjang total pegas adalah .

Gaya yang bekerja pada pegas atas dan pegas bawah sama besar. Gaya tersebut sama dengan gaya yang diberikan oleh

beban, yaitu . Berarti,

Jika    adalah konstanta pengganti untuk susunan dua pegas di atas, maka berlaku

   atau 

Dengan menghilangkan w pada kedua ruas, maka kita peroleh konstanta pegas pengganti yang memenuhi persamaan

Susunan Pegas Secara Paralel

Gambar 8. Susunan Pegas Secara Paralel

Misalkan kita memiliki dua pegas yang tersusun secara paralel seperti tampak pada Gambar 8. Sebelum mendapat beban,

panjang masing-masing pegas adalah  . Ketika diberi beban, kedua pegas mengalami pertambahan panjang yang sama

besar, yaitu . Gaya  yang dihasilkan oleh beban terbagi pada dua pegas, masing-masing besarnya  dan .

Berdasarkan hukum Hooke, diperoleh

Jika  adalah konstanta efektif pegas, maka terpenuhi

Gaya ke bawah dan total gaya ke atas pada beban harus sama sehingga

  atau 

Dengan menghilangkan   pada kedua ruas diperoleh

Suhu dan Kalor

Temperatur dapat didefinisikan sebagai sifat fisik suatu benda untuk menentukan apakah keduanya berada dalam kesetimbangan termal. Dua buah benda akan berada dalam kesetimbangan termal jika keduanya memiliki temperatur yang sama.

Apabila dua benda berada dalam kesetimbangan termal dengan benda ketiga maka keduanya berada dalam kesetimbangan termal. Pernyataan seperti ini dikenal sebagai hukum ke nol termodinamika, yang sering mendasari pengukuran temperatur. Materi mengenai termodinamika akan Anda pelajari lebih mendalam di Kelas XI. Berdasarkan prinsip ini, jika Anda ingin mengetahui apakah dua benda memiliki temperatur yang sama maka kedua benda tersebut tidak perlu disentuh dan diamati perubahan sifatnya terhadap waktu, yang perlu dilakukan adalah mengamati apakah kedua benda tersebut, masing-masing berada dalam kesetimbangan termal dengan benda ketiga? Benda ketiga tersebut adalah termometer. Benda apapun yang memiliki sedikitnya satu sifat yang berubah terhadap perubahan temperatur dapat digunakan sebagai termometer. Sifat semacam ini disebut sebagai sifat termometrik (thermometric property). Senyawa yang memiliki sifat termometrik disebut senyawa termometrik.

Temperatur zat yang diukur sama besarnya dengan skala yang ditunjukkan oleh termometer saat terjadi kesetimbangan termal antara zat dengan termometer. Jadi, temperatur yang ditunjukkan oleh thermometer sama dengan temperatur zat yang diukur. Zat cair yang umum digunakan dalam termometer adalah air raksa. Hal ini dikarenakan air raksa memiliki keunggulan dibandingkan zat cair lainnya. Keunggulan air raksa dari zat cair lainnya, yaitu

·         Dapat menyerap panas suatu benda yang akan diukur sehingga temperature air raksa sama dengan temperatur benda yang diukur.

·         Dapat digunakan untuk mengukur temperatur yang rendah hingga

temperatur yang lebih tinggi karena air raksa memiliki titik beku pada

temperatur –39°C dan titik didihnya pada temperatur 357°C.

·         Tidak membasahi dinding tabung sehingga pengukurannya menjadi

lebih teliti.

·         Pemuaian air raksa teratur atau linear terhadap kenaikan temperatur,

kecuali pada temperatur yang sangat tinggi.

·         Mudah dilihat karena air raksa dapat memantulkan cahaya.

Selain air raksa, dapat juga digunakan alkohol untuk mengisi tabung

termometer. Akan tetapi, alkohol tidak dapat mengukur temperatur yang

tinggi karena titik didihnya 78°C, namun alkohol dapat mengukur temperatur

yang lebih rendah karena titik bekunya pada temperatur –144°C. Jadi,

termometer yang berisi alkohol baik untuk mengukur temperatur yang

rendah, tetapi tidak dapat mengukur temperatur yang lebih tinggi.

Skala pada Beberapa Termometer

Ketika mengukur temperatur dengan menggunakan termometer, terdapat beberapa skala yang digunakan, di antaranya skala Celsius, skala Reamur, skala Fahrenheit, dan skala Kelvin. Keempat skala tersebut memiliki perbedaan dalam pengukuran suhunya. Berikut rentang temperatur yang dimiliki

setiap skala.

a. Termometer skala Celsius

Memiliki titik didih air 100°C dan titik bekunya 0°C. Rentang temperaturnya

berada pada temperatur 0°C – 100°C dan dibagi dalam 100 skala.

b. Temometer skala Reamur

Memiliki titik didih air 80°R dan titik bekunya 0°R. Rentang temperaturnya

berada pada temperatur 0°R – 80°R dan dibagi dalam 80 skala.

c. Termometer skala Fahrenheit

Memiliki titik didih air 212°F dan titik bekunya 32°F. Rentang temperaturnya

berada pada temperatur 32°F – 212°F dan dibagi dalam 180 skala.

d. Termometer skala Kelvin

Memiliki titik didih air 373,15 K dan titik bekunya 273,15 K. Rentang

temperaturnya berada pada temperatur 273,15 K – 373,15 K dan dibagi

dalam 100 skala.

Jadi, jika diperhatikan pembagian skala tersebut, satu skala dalam derajat

Celsius sama dengan satu skala dalam derajat Kelvin, sementara satu skala

Celsius kurang dari satu skala Reamur dan satu skala Celsius lebih dari satu

skala Fahrenheit. Secara matematis perbandingan keempat skala tersebut,

yaitu sebagai berikut.

C − 0 = R − 0 = F − 32 = K − 273,15

Pemuaian Zat

     Anda mungkin pernah melihat sambungan rel kereta api dibuat renggang atau bingkai kaca lebih besar daripada kacanya. Hal ini dibuat untuk menghindari akibat dari terjadinya pemuaian. Pemuaian terjadi jika benda yang dapat memuai diberi panas. Ada 3 jenis pemuaian jenis zat, yaitu pemuaian zat padat, pemuaian zat cair, dan pemuaian zat gas. Pada bab ini hanya akan dibahas pemuaian zat padat.

Pemuaian Panjang

   Jika temperatur dari sebuah benda naik, kemungkinan besar benda tersebut akan mengalami pemuaian. Misalnya, sebuah benda yang memiliki panjang L0 pada temperatur T akan mengalami pemuaian panjang sebesar ΔL jika temperatur dinaikan sebesar ΔT. Secara matematis, perumusan pemuaian panjang dapat dituliskan sebagai berikut.

ΔL = α L0ΔT

dengan α adalah koefisien muai panjang.

Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu zat.
Sifat Termometrik adalah sebagi dasar pengukur suhu suatu zat, yaitu kepekaan suatu zat terhedap perubahan suhu. Misalnya, volume benda bertambah jika suhunya naik, warna benda berubah jika suhunya berubah jika suhunya berubah, hambatan jenis berubah jika suhunya berubah, dan lain-lain
Alat pengukur suhu adalah Termometer.
Secara Umum Termometer terbagi tiga, yaitu Termometer Celcius, Termometer Reamur, Termometer Kelvin dan Termometer Fahrenheit.
Untuk menentukan system skala suhu digunakan titik acuan bawah dan titik acuan atas. Titik acuan bawah yaitu titik lebur es pada tekanan 1 atm, sedangkan titik acuan atas adalah suhu titik didih air pada tekanan 1 atm.
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan suhu.
Satuan kalor adalah joule (J), satuan yang lain adalah kalori (kal), 1 kal adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 10 C pada 1 gram air.
Kapasitas Kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda satu satuan suhu.
Kalor Jenis (panas jenis) adalah kapasitas kalori tiap satuan massa.
Perpindahan Kalor ada tiga macam yaitu Konduksi, Konveksi, dan Radiasi.
Konduksi (hantaran panas) adalah rambatan kalor yang tidak di ikuti perpindahan massa.
Konveksi (aliran panas) adalah rambatan kalor yang mengikuti perpindahan partikel-partikel zat perantara.
Radiasi (pancaran kalor) adalah perpindahan kalor yang tidak memerlukan zat perantara.

Kalor jenis

Rumus:

dengan ketentuan:

•  = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
•  = Massa zat (Gram, Kilogram)
•  = Kalor jenis (Joule/kilogram°C, Joule/gram°C, Kalori/gram°C)
•  = Perubahan suhu (°C) → (t₂ – t₁)

Untuk mencari kalor jenis, rumusnya adalah:

Untuk mencari massa zat, rumusnya adalah:

Kapasitas kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh benda untuk menaikkan suhunya 1°C.

Rumus kapasitas kalor:

dengan syarat:

•  = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
•  = Kapasitas kalor (Joule/°C)
•  = Massa zat (Gram, Kilogram)
•  = Kalor jenis (Joule/kilogram°C, Joule/gram°C, Kalori/gram°C)
•  = Perubahan suhu (°C) → (t₂ – t₁)

contoh soal: sebuah zat dipanaskan dari suhu 10°C menjadi 35°C. Kalor yang dikeluarkan adalah 5000 Joule. Jika masa zat adalah 20 kg. Berapakah kalor jenis dan kapasitas kalor zat tersebut? Jawab = Diketahui=

          t1 =10°C

          t2 =35°C

          Q  =5000 J

          m  =20 kg

Ditanya = b. Kapasitas kalor (H)

           a. kalor jenis (c)

           delta t = t2-t1

                  = 35°-10°

                  = 25°

        c  = Q:(m*delta t)

        c  = 5000:(20*25)

        c  = 5000: 500

        c  = 10 J/kg C°

 H = m × c

   = 20kg × 10 J/kg C°

   = 200 J/ C°

Kalor lebur

Rumus:

dengan ketentuan:

•  = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
•  = Massa zat (Gram, Kilogram)
•  = Kalor lebur zat (Joule/kilogram, Kilojoule/kilogram, Joule/gram)

Kalor uap

Rumus:

dengan ketentuan:

•  = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
•  = Massa zat (Gram, Kilogram)
•  = Kalor uap zat (Joule/kilogram, Kilojoule/kilogram, Joule/gram)

Contoh Soal :

Berapa energi kalor yang diperlukan untuk menguapkan 5 Kg air pada titik didihnya, jika kalor uap 2.260.000 Joule/Kilogram ?

Jawab :
Diketahui  : m = 5 Kg
U = 2.260.000 J/Kg

Ditanyakan : Q =….. ?

Jawab Q = m x U
= 5 Kg x 2.260.000 J/Kg
= 11.300.000 J
= 11,3 x 10⁶ J

Asas Black

Rumus:

 Asas Black : Jumlah kalor yang diterima sama dengan jumlah kalor yang dilepas..

Definisi dan Rumus Kalor

Jika Suhu itu derajat panas dinginnya suatu benda atau lebih tepatnya jumlah energi kinetik rata-rata suatu zat maka yang namanya Kalor adalah energi yang berpindah dari suatu zat yang suhunya lebih tinggi menuju zat lain yang suhunya lebih rendah.

Misalkan saat kita mencampurkan air panas dengan air dingin, maka yang terjadi air tersebut jadi hangat. Kenapa demikian? Hal tersebut dikarenakan air panas memiliki suhu lebih tinggi melepaskan kalor dan diterima oleh air yang dingin sehingga suhu campuran kedua zat tersebut adalah hangat.

Atau bayangkan contoh lain. Saat kita memegang gelas berisi teh panas, maka tangan kita akan terasa panas dikarenakan energi berpindah dari teh panas menuju gelas dan berakhir di tangan kita.

Lalu berapa besar nilai kalor yang tangan kita terima? Untuk menghitung besarnya diberlakukan rumus Kalor sebagai berikut:

Keterangan:

Q = kalor (kalori) atau (Joule)

m = massa (gram) atau (kg)

c = kalor jenis (kal/gr c) atau (J/kg K)

DT = perubahan suhu (celcius) atau (kelvin)

Perlu diperhatikan bahwa, untuk kalori berpasangan dengan celcius dan gram, sedangkan untuk joule berpasangan dengan kg dan kelvin.

1 kalori = 4,2 Joule dan 1 joule= 0,24 kalori. Untuk merubah suhu dalam celcius ke kelvin menggunakan persamaan K = Celcius + 273 (Kelvin adalah satuan internasional dari suhu).

Kalor jenis setiap benda berbeda-beda. Yang sangat sering dipergunakan dalam soal dan dijadikan patokan adalah air. kalor jenis air bernilai 1 kal/gr.c atau 4180 J/KgK sering dibulatkan menjadi 4200 J/kgK. selain tiu ada juga es yang memiliki kalor jenis setengah dari air yakni 0,5 kal/gr.c atau 2100 J/kgK.

Persamaan diatas bisa dirubah menjadi berikut:

Dengan C adalah kapasitas kalor yang nilainya sama dengan massa dikalikan kalor jenis benda. atau secara empiris:

C = m.c

Keterangan:

C = kapasitas kalor (kalori/c) atau (J/K)

Kapasitas kalor merupakan kemampuan sebuah zat untuk menyimpan panas ataau energi.

Perubahan Wujud Zat dan Grafik Perubahannya

Seperti yang kita kehatui zat terbagi menjadi 3 (tiga) yakni padat, cair dan gas. Adapun diagram perubahannya sebagai berikut:

Berdasarkan grafik diatas terdapat proses perubahan wujud zat yang disebut membeku dan melebur. Untuk membeku dan melebur terdapat kalor yang dibutuhkan yang disebut kalor laten lebur atau beku sebesar:

 QL = m L

Begitupula dengan proses perubahan wujud zat berupa menguap dan mengembun, membutuhkan kalor untuk menguap sebesar:

Qu = m U

Keterangan:

L = kalor laten lebur ( 80 kal/gr)

U = kalor laten uap

Grafik Perubahan Wujud Zat 

Misalkan sebongkah es dengan suhu -10 derajat celcuis dipanaskan hingga berubah menjadi gas, akan melalui tahapan-tahapan sesuai dengan grafik berikut:

Masing-masing dari setiap proses perubahan suhu maka akan memiliki kalor yang berbeda, seperti terlihat pada gambar. untuk menghitung total hanya perlu menjumlahkan kalor setiap proses.

sUHU, (bukan suhu bahasa cina = guru) sama dengan istilah TemPeratuR yaitu ukuran /derajat/tingkat panas suatubenda.

nilai suhu suatu benda tidak dapat ditentukan dengan alat indra,misal telapak tangan.

Macam Termometer berdasarkan Skala ukur :
1. Termometer Celcius, 0 – 1000
2. Termometer Reamur, 0- 80
3. Termometer Fahrenheit, 32 – 212
4. Termometer Kelvin, 273 – 373

Kalibrasi skala thermometer :
Misalkan dua thermometer masing –masing : thermometer X dengan titik bawah A dan titik atas B: Sedangkan thermometer kedua, thermometer Y denan titik bawah C dan titik atas D, maka antara thermometer X dan thermometer dapat dibuat persamaan :

KALOR

KaLOr merupakan suatu bentuk energi, yang ada karena terjadi perbedaan suhu.Energi dari kalor dipindahkan dari suau benda ke benda lain yang suhunya berbeda.
Satuan kalor sama dengan satuan energi, yaitu JOULE

1 Joule = 0,24 kalori Joule = J
1 kalori = 4,18 Joule Kalori = kal

• Kalor jenis yaitu banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepas tiap satu kg
massa, agar suhu naik atau turun 1 K.
Lambang = c

Pengaruh Kalor terhadap suatu zat :
1. Suhu benda naik
2. benda mengalami pemuaian
3. benda mengalami perubahan wujud.

PENENTUAN JUMLAH KALOR UNTUK MENAIKKAN/MENURUNKAN SUHU BENDA:

Besar kalor yang diperlukan zat bermassa m untuk menaikkan suhu Dt sebesr Q sebanding dengan:
1. massa zat.
2. kenaikan suhu
Atau

Q ~ m.. Dt
Dan bergantung pada jenis zat, sehingga ditulis persamaan :
Q = m.c Dt

Benda akan mengalami pertambahan ukuran (panjang,atau luas,atau volume) jika ada perubahan Kalor.
PERISTIWA PERTAMBAHAN PANJANG,atau Luas, atau Volume suatu benda karena ada kenaikan suhu, dinamakan PEMUAIAN.

Pada umunya setiap benda akan memuai bila dipanaskan. Besar pemuaian bergantung pada 3 hal :
1. ukuran awal benda
2. Karakteristik bahan
3. besar perubahan suhu benda.

a. Pemuaian Zat Padat dan Zat Cair

1. Muai Panjang
dirumuskan :
ΔL = Lo.α. Δt
Lt = Lo(1 + α Δt )

Keterangan : Lt = panjang benda setelah suhu ke t (m)
Lo = panjang awal benda/ panjang benda saat suhu awal (m)
α = koefisien muai panjang (/◦C)
= pertambahan panjang benda setiap kenaikan suhu
1◦C
Δt = kenaikan/perubahan suhu (◦C)
ΔL=pertambahan panjang (m)

2. Muai Luas
dirumuskan :
ΔA = Ao.β. Δt
At = Ao(1 + β. Δt )

Keterangan : At = Luas benda setelah suhu ke t (m2)
Ao = Luas awal benda/ luas benda saat suhu awal (m2)
β. = koefisien muai luas (/◦C)
= pertambahan luas benda setiap kenaikan suhu
1◦C

ΔA=pertambahan luas (m 2)

3. Muai Volume
dirumuskan :
ΔV = Vo.γ. Δt
At = Ao(1 + γ. Δt )

Keterangan : Vt = Volume benda setelah suhu ke t (m3)
Vo = Volume awal benda/ volume benda saat suhu awal (m3) γ. = koefisien muai volume (/◦C)
= pertambahan volume benda setiap kenaikan suhu
1◦C
Δt = kenaikan/perubahan suhu (◦C)
ΔV=pertambahan volume (m 3)

b. Pemuaian Pada Gas

1. Pemuaian pada Suhu tetap
Sesuai dengan HUKUM BOYLE

2. Pemuaian pada Volume tetap

3. Pemuaian pada tekanan tetap
Sesuai dengan HUKUM GAY-LUSS

4. Pemuaian pada suhu, volume dan tekanan yang berubah.
Sesuai dengan HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

Keterangan :

V1 = Volume keadaan 1
V1 = Volume keadaan 2
T1 = suhu pada keadaan 1
T1 = suhu pada keadaan 2
P1 = tekanan pada keadaan 1
P1 = tekanan pada keadaan 2

PENGARUH KALOR PADA PERUBAHAN WUJUD ZAT.

wujud zat : padat, cair dan wujud gas.

zat dapat mengalami perubahan wujud dengan cara melepas atau menyerap(membutuhkan ) kalor.

SELAMA BERUBAH WUJUD, SUHU ZAT TETAP, sehingga besar kalor yang diserap/dilepas :

                                Q = m.L

                           L = kalor laten

                                  yaitu kalor yang dibutuhkan/dilepas zat untuk berubah wujud.

A.    SUHU

1.      Pengertian Suhu

Suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Untuk mengetahui dengan pasti dingin atau panasnya suatu benda, kita memerlukian suatu besaran yang dapat diukur dengan alat ukur. Sebagai contoh apa yang kamu rasakan ketika kita minum es, dingin bukan, ketika kita merebus air, lama kelamaan air yang kamu rebus akan menjadi panas bukan setelah itu bisakah kita mengukur suhu? Bisakah tangan kita digunakan untuk mengukur panas atau dinginnya suatu benda dengan tepat? Kita tentu memerlukan cara untuk membedakan derajat panas atau dingin benda tersebut untuk itu kita perlu mengetahui cara untuk mengukur suhu secara akurat.

2.      Alat Pengukuran Suhu

                Alat untuk pengukur suhu disebut Termometer. Termometer pertama kali dibuat oleh Galileo Galilei (1564-1642). Termemoter ini disebut termometer udara. Termometer udara terdiriu dari sebuah bola kaca yang dilengkapi dengan sebatang pipa kaca yang panjang , pipa tersebut dicelupkan kedalam cairan berwarna. Jika bola kaca dipanaskan, udara didalam pipa akan mengembang sehingga udara keluar dari pipa. Namun ketika bola didinginkan udara didalam pipa menyusut sehingga sebagian air naik kedalam pipa. Termometer udara peka terhadap perubahan suhu sehingga udara saat itu segera dapat diketahui.

            Termometer dibuat berdasarkan prinsip perubahan volume. Thermometer yang tabungnya diisi dengan raksa kita sebut thermometer raksa. Thermometer raksa dengan skala Celcius adalah thermometer yang umum dijumpai dalam keseharian. Selain raksa terdapat pula termometer alkohol. Adapun perbedaan atau kelemahan dan kelebihan dari masing-masing thermometer yang dibuat dari Raksa atau alkohol adalah sebagai berikut:

a.       Keuntungan dan kerugian menggunakan termometer raksa

Keuntungan:

1)      Raksa mudah dilihat karna mengkilat.

2)      Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu.

3)      Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut.

4)      Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan-pekerjaan laboratorium (-40^oC sampai dengan 350^o C)

5)      raksa dapat panas secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.

Kerugian

1)      raksa mahal.

2)      Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah ( seperti dikutub utara dan selatan)

3)      Raksa termasuk zat berbahaya sehingga ketika pecah akan membahayakan kulit.

b.      Keuntungan dan kerugian thermometer alkohol

Keuntungan:

1)      Alcohol lebih murah disbanding Raksa

2)      Alcohol lebih teliti karena untuk kenaikan suhu yang kecil, alcohol mengalami perubahan volume yang lebih besar.

3)      Alcohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (seperti didaerah kutub yaitu – 112^o C)

Kerugian:

1)      Alcohol memiliki didih rendah yaitu 78^oC, sehingga pemakainya terbatas.

2)      Alcohol tidak berwarna sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar terlihat.

3)      Alcohol membasahi dinding kaca.

            Mengapa kita menggunakan cairan yang jarang kita jumpai dikehidupan kita sehari-hari seperti raksa dan alcohol? Mengapa kita tidak menggunakancairan yang sering kita jumpai seperti air? Air tidak digunakan untuk mengisi pipa thermometer karena 5 alasan berikut:

1)      Air membasahi dinding kaca

2)      Air tidak berwarna sehingga sulit dibaca batas ketinggiannya

3)      Jangkauan suhu terbatas (0^oC sampai 100^oC)

4)      Perubahan volume air sangat kecil ketika suhunya dinaikan.

5)      Hasil bacaan yang didapat kurang teliti karna air termasuk penghantar panas yang sangat  jelek.

3.      Macam-macam Termometer

            Ada beberapa thermometer yang kita kenal, yaitu thermometer laboratorium, thermometer ruang, thermometer klinis, dan thermometer Six-Bellani.

a.       Termometer Laboratorium

      Thermometer laboratorium dapat dijumpai dilaboratorium. Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Thermometer laboratorium menggunakan raksa atau alcohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan kedalam pipa yang sangat kecil (pipa kapiler). Kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar panas dapat diserap dengan cepat oleh thermometer.

      Suhu pada thermometer laboratorium biasanya 0^oC sampai 100^oC. suhu 0^oC menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 100^oC menyatakan suhu air sedang membeku.

b.      Termometer Ruang

      Thermometer ruang dipasang pada tembok rumah atau kantor. Thermometer ini mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala thermometer ruang adalah -50^oC sampai 50^oC. mengapa menggunakan skala seperti itu? Karena suhu udara dibeberapa tempat bisa dibawah 0^oC misalnya di Eropa. Sementara pada sisi lain suhu udara tidak pernah melebihi 50^oC.

c.       Termometer Klinis

      Thermometer klinis disebut juga thermometer demam. Thermometer ini biasanya digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu badan. Pada keadaan sehat suhu tubuh kita sekitar 30^oC namun pada keadaan demam suhu tubuh kita melebihi suhu tersebut. Suhu tubuh kita pada saat demam dapat melebihi 40^oC. skala suhu pada thermometer klinis hanya 35^oC sampai 43^oC. hal ini sesuai dengan keadaan suhu tubuh kita. Suhu tubuh kita tidak mungkin dibawah 35^oC dan melebihi 45^oC. thermometer klinis biasanya dijepit pada ketiak, tapi ada pula yang nempel didahi, dan ditempel dimulut. Ketika thermometer dijepit suhu tubuh kita membuat raksa naik dipipa kapiler. Raksa akan berhenti bila suhu raksa sudah sama dengan suhu tubuh kita dan kita tinggal membaca berapa suhu yang ditunjukkan oleh raksa.

d.      Thermometer  Six-Bellani

      Thermometer Six-bellani disebut juga thermometer maxsimum minimum. Thermometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan terendah pada jangka waktu tertentu.

4.      Cara Membuat Termometer

            Dalam pembuatan thermometer, Mula-mula ditetapkan dua patokan suhu yang selanjutnya disebut titik tetap. Titik tetap merupakan suhu ketika benda mengalami perubahan wujud, misalnya saat benda mencair dan mendidih. Suhu ketika benda mencair menyatakan titik tetap bawah, sedangkan suhu ketika kita mendidih menyatakan titik tetap atas kemudian diantara titik tetap tersebut dibuat skala-skala.

            Bilangan yang menyatakan titik tetap berbeda antara satu ilmuan dengan ilmuan lainnya.

            Celcius (1701-1744) membuat titik tetap bawah ketika es mencair dan titik tetap atas ketika air mendidih. Titik tetap bawah (suhu es mencair) ditetapkan sebagai suhu 0^o. Sementara titik tetap atas ( suhu air mendidih) ditetapkan sebagai suhu 100^o. Kemudian jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi menjadi 100ᵒ yang sama panjang. Dengan demikian skala Celcius memiliki rentang suhu antara 0^oC sampai 100^oC. skala suhu seperti ini digunakan dibanyak Negara termasuk di Indonesia.

            Fahrenheit (1686-1736) memilih suhu campuran es dan garam ketika membeku sebagai titik tetap bawah. Titik tetap ini menyatakan 0^o. Sementara titik tetap atas dipasang bilangan 212^o, yaitu titik didih campuran tersebut. Berarti skala Fahrenheit memiliki rentang suhu antara 0^oF sampai 212^oF. kemudian jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi menjadi 180^o yang sama panjang. Skala yang dibuat oleh Fahrenheit digunakan dibeberapa Negara termasuk Inggris dan Amerika Serikat.

            Reamur memilih titik 0^o untuk es yang mencair dan 80^o untuk air mendidih. Berarti skala reamur memiliki rentang suhu antara 0^oR sampai 80^oR.  kemudian jarak anatara dua titik tetap tersebut menjadi 80^oyang sama.

            Lord Kelvin (1824-1907) menyusun skala suhu dengan menggunakan ukuran derajat yang sama besar dengan derajat Celcius. Namun Kelvin menyatakan bahwa titik beku es adalah -273^oK, sedangkan titik didih air adalah 373^oC. dengan demikian 0^oC sama dengan suhu -273^oK sedangkan suhu 100^oC sama dengan suhu 373^oK. Suhu -273^oK disebut titik nol mutlak.

5.      Mengubah Skala Suhu

Pada skala Celcius terdapat 100 skala, pada skala Farenheit terdapat 180 skala, dan pada skala Reamur terdapat 80 skala. Perbandingan skala tersebut adalah

^oC : ^oF : ^oR = 5 : 9 : 4.

Untuk mengubah derajat satu skala menjadi derajat skala yang lain digunakan rumus:

Suhu Diketahui	Diubah Ke	Rumus Yang Digunakan
oC	oF	oF =   oC + 32
oF	oC	oC = (oF – 32)
oC	oR	oR =  oC
oR	oC	oC =  oR
oR	oF	oF =  oR + 32
oF	oR	oR =  (oF – 32)
oK	oC	oC = oK – 273
oC	oK	oK = oC + 273

B.     KALOR

1.      Pengertian Kalor

Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Secara alamiah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Sebelum abad ke – 17, orang beranggapan bahwa kalor merupakan zat yang pindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jika kalor merupakan zat, tentu mempunyai masa. Ternyata benda yang suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor bukan zat.

2.      Satuan kalor :

Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori (kal). Joule menyatakan satuan usaha atau energi. Satuan Joule merupakan satuan kalor yang umum digunakan dalam fisika. Sedangkan Kalori menyatakan satuan kalor. Kalori (kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk menyatakan kandungan energi dalam bahan makanan. Contohnya: sepotong roti memiliki kandungan energi 200 kalori dan sepotong daging memiliki kandungan energi 600 kalori. Nilai 1 kalori (1 kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air agar suhunya nai 1°C. Hubungan satuan kalori dengan joule adalah

1 kal = 4,2 J   atau   1 J = 0,24 kal           

3.      Pengaruh Kalor Terhadap Benda

a.       Pengaruh kalor terhadap suhu benda

Kalor merupakan energy yang diterima atau dilepaskan suatu benda. Kalor yang diterima suatu benda bisa berasal dari matahari, api, atau benda lain. Kalor yang diterima oleh benda dapat mengubah suhu benda. Ketika kalor diberikan kepada air, maka suhu air bertambah. Makin banyak kalor yang diberikan makin banyak pula perubahan pada suhu air. Bila kalor terus diberikan, lama kelamaan air akan mendidih. Ketika air sudah mendidih suhu air tidak akan bertambah melainkan tetap. Dapat disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda.

Benda yang melepaskan kalor seperti air panas dalam gelas. Air panas yang kita letakkan diatas meja akan melepaskan kalor keudara titik karena air panas melepaskan kalor, maka suhu air panas makin lama makin turun. Air panas berubah menjadi air dingin. Hal ini menunjukkan bahwa kalor merubah suhu benda.

b.      Pengaruh kalor terhadap wujud benda

Kalor menyebabkan perubahan wujud pada benda-benda, seperti cokelat dan es batu. Cokelat yang kita genggam dengan tangan dapat meleleh. Hal ini terjadi karena cokelat mendapat kalor dari tangan kita dan udara. Demikian juga dengan es batu yang diletakkan dalam piring di atas meja. Lama-kelamaan es batu mencair karena pengaruh kalor dari udara. Ketika es batu dipanaskan maka lama-kelamaan es batu berubah menjadi air. Berarti es batu berubah wujud dari padat menjadi cair.

Logam seperti besi dan emas juga dapat berubah wujud bila mendapat panas. Hal ini terjadi misalnya ditempat peleburan logam.

Pada fenomena lain bila pemanasan berlangsung terus maka suatu saat air mendidih. Setelah mendidih cukup lama air seakan-akan lenyap. Disekitar panci banyak  terdapat uap air berarti air telah berubah wujud dari air menjadi gas. Dapat disimpulkan bahwa kalor dapat merubah wujud gas. Perubahan wujud gas yang disebabkan oleh kalor diantara :

1)      Perubahan wujud dari padat menjkadi cair dan sebaliknya. Contoh fenomena ini terjadi pada lilin yang sedang menyala.

2)      Perubahan wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Fenomena ini terjadi pada peristiwa memasak air dan terjadinya fenomena hujan.

3)      Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan sebaliknya. Peristiwa ini terjadi pada kapur barus yang menyublin, yang mengubah kapur barus menjadi gas. Sedangkan benda gas yang berubah menjadi benda padat dicontohkan pada asap kenalpot. Asap nkenalpot berubah menjadi jelaga (benda padat) ketika menyentuh permukaan dalam kenalpot.

4.      Menguap, Mengembun dan Mendidih

5.      Melebur dan Membeku

Melebur merupakan peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Sedangkan membeku adalah kebalikannya, yaitu perubahan bentuk zat dari cair menjadi padat.

Peristiwa melebur dan membeku sering kita jumpai dalam hidup kita, misalnya saja peristiwa meleburnya keju yang dipanaskan di atas wajan, es krim yang meleleh saat di tangan. Dan peristiwa membeku kita jumpai pada saat membuat es batu.

Untuk melebur, zat memerlukan kalor, dan pada waktu melebur suhu zat tetap. Sebaliknya untuk membeku, zat melepaskan kalor, dan pada waktu membeku, suhu zat tetap.

Kalor yang diperlukan  untuk meleburkan 1 Kg zat padat menjadi 1 Kg zat cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Sebaliknya, kalor yang dilepaskan pada waktu 1 Kg zat cair membeku menjadi 1 Kg zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku. Jika banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat yang massanya m Kg untuk melebur adalah Q Joule, maka kalor lebur (L) dapat kita tulis:

L = 

Dimana:

L = Kalor Lebur (J/Kg)

Q = Banyaknya kalor (J)

m = Massa (Kg)

Nilai kalor lebur Berbeda untuk zat yang berbeda, seperti digambarkan pada table berikut:

Zat	Titil Lebur (oC)	Kalor Lebur (J/Kg)
Air	0	336.000
Alcohol	-97	69.000
Raksa	-39	120.000
Aluminium	660	403.000
Tembaga	1.083	206.000
Platina	1.769	113.000
Timbale	327	25.000

6.      Persamaan Kalor

Kalor menyatakan banyaknya panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda. Misalnya kita memiliki dua panic yang identik. Panic pertama berisi 100 g air, sedangkan panic kedua berisi 50 g air. Suhu air dalam kedua panic tersebut sama. Bila kedua air ini dipanaskan, maka air 100 g memerlukan kalor lebih banyak dibandingkan air 50 g. Itu berarti kalor sebanding dengan massa.

            Pemberian kalor menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang diberikan pada suatu benda, maka suhu benda tersebut maikin tinggi. Berarti kalor sebanding dengan perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu, kalor yang diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat. Bila kita merangkum semua factor tersebut, maka kalor yang diperlukan agar suhu benda naik adalah:

Q = m c Δt

Dimana:

Q = Banyaknya Kalor (J)

m = Massa (Kg)

c = Kalor jenis benda (J/Kg ^oC)

Δt = Perubaha suhu (^oC)

            Kalor jenis menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 Kg zat sebesar 1^oC. Beberapa contoh kalor jenis dari beberapa zat adalah sebagai berikut:

Zat	Kalor Jenis/c (J/Kg oC)
Timbel	128
Emas	129
Raksa	140
Tembaga	400
Besi	460
Baja	500
Kaca	700
Zat	Kalor Jenis (J/Kg oC)
Aluminium	900
Es	2100
Eter	2190
Alcohol (Etil)	2500
Air (15oC)	4200
Beton	800

7.      Perpindahan Kalor

a.       Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak. COntoh sederhana dalam kehidupan sehari-hari misalnya, ketika kita membuat kopi atau minuman panas, lalu kita mencelupkan sendok untuk mengaduk gulanya. Biarkan beberapa menit, maka sendok tersebut akan ikut panas. Panas dari air mengalir ke seluruh bagian sendok. Atau contoh lain misalnya saat kita membakar besi logam dan sejenisnya. Walau hanya salah satu ujung dari besi logam tersebut yang dipanaskan, namun panasnya akan menyebar ke seluruh bagian logam sampai ke ujung logam yang tidak ikut dipanasi. Hal ini menunjukkan panas berpindah dengan perantara besi logam tersebut.

b.      Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Perpindahan panas secara Konveksi terjadi melalui aliran zat. Contoh yang sederhana adalah proses mencairnya es batu yang dimasukkan ke dalam air panas. Panas pada air berpindah bersamaan dengan mengalirnya air panas ke es batu. Panas tersebut kemudian menyebabkan es batunya meleleh.

c.       Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui perantara. Untuk memahami ini, dapat kita lihat kehidupan kita sehari-hari. Ketika matahari bersinar terik pada siang hari, maka kita akan merasakan gerah atau kepanasan. Atau ketika kita duduk dan mengelilingi api unggun, kita  merasakan hangat walaupun kita tidak bersentukan dengan apinya secara langsung. Dalam kedua peristiwa di atas, terjadi perpindahan panas yang dipancarkan oleh asal panas tersebut sehingga disebut dengan Radiasi.

8.      Peralatan Yang Memanfaatkan Sifat Kalor

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai peralatan yang memanfaatkan sifat kalor diantaranya:

a.      Kulkas

Kulkas dimanfaatkan untuk mendinginkan atau mengawetkan makanan dan minuman. Daging, ikan, buah-buahan, dan coklat sebaiknya disimpan dikulkas agar lebih bertahan lama. Sementara air dan minuman disimpan dalam kulkas agar terasa segar saat diminum. Didalam ruang pembeku kulkas terdapat rangkaian pipa. Pipa ini bersambung dengan pipa diseluruh ruang pada kulkas. Dalam pipa terdapat Freon (zat yang mudah menguap). Freon cair dialirkan kedalam ruang pembeku dimana tekanan udara ditempat itu rendah. Karena tekana udara rendah maka Freon akan mudah menguap. Ketika menguap, freon mengambil kalor dalam makanan yang disimpan dalam ruang pembeku. Karna melepaskan kalor maka ruang pembeku menjadi dingin. Hal ini mirip dengan menetesnya spiritus atau alcohol pada kulit kita. Alcohol dengan cepat menguap sambil mengambil kalor dari tangan kita, akibatnya tangan menjadi dingin.

b.      Otoklaf

Beberapa jenis pekerjaan membutuhkan pemanasan hingga suhu melebihi 100ᵒC. untuk mendapatkan suhu ini orang memanfaatkan uap yang berasal dari air mendidih pada tekanan diatas 1 atm. Contohnya, pada proses vulkanisasi karet. Untuk membunuh bakteri pada peralatan kedokteran digunakan otoklaf. Dengan menggunakan alat ini maka dapat dicapai suhu diatas 100ᵒC sehingga bakteri pun mati.

c.       Alat penyulingan air

Benda lain yang memanfaatkan sifat kalor adalah alat penyuling air (destilasi). Alat penyulingan air dilengkapi dengan alat pendingin yang disebut kondensor. Didalam kondensor dialiri air dingin secara terus menerus menyelubungi pipa. Sementara pipa sendiri mengaliri uap-uap panas dari labu didih kebotol Erlenmeyer. Cara kerja alat penyulingan air dapat digambarkan sebagai berikut: mula-mula air dalam labu dipanaskan  hingga mendidih. Leher labu ditutup dengan gabus yang dilengkapi dengan thermometer. Uap panas yang terbentuk kemudian mengalir melalui pipa yang dilingkupi oleh alat pendingin (kondensor). Ketika melewati alat pendingin uap panas berubah menjadi tetes-tetes embun. Tetes-tetes embun ini kemudian mengalir kedalam botol Erlenmeyer. Dengan demikian kita mendapat air suling yang dapat diminum.

9.      Asas Black

Ketika kita memasukkan es batu kedalam air panas ternyata suhu air  turun. Suhu air itu turun karena air melepaskan kalor ke es batu. Sementara itu, es batu mencair atau berubah wujud karena mendapat kalor dari air panas. Berarti pada peristiwa ini salha satu benda melepaskan kalor, sedangkan benda yang lain menerima kalor. besranya kalor yang dilepas dan kalor yang diterima oleh benda yang bercampur pertama kali diketahui oleh Joseph Black (1720-1799), seorang ilmuan Inggris. Ia melakukkan serangkaian eksperimen dan mendapatkan hasil berikut:

a.       Bila dua benda bercampur maka benda yang panas akan memberikan kalor kepada benda yang dingin hingga suhu keduanya sama.

b.      Banyaknya kalor yang dilepas oleh benda yang panas sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh benda yang dingin

Pernyataan diatas dapat diringkas sebagai berikut: Kalor yang dilepas oleh suatu benda sama dengan kalor yang diterima benda lain. Pernyataan ini dikenal dengan Asas Black. Yang ditulis dengan pernyataan

Kalor Lepas = kalor terima

Q _lepas = Q _terima

Pengertian Suhu dan Kalor
Suhu dan kalor merupakan salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari segala sesuatu yang berkaitan dengan suhu, seperti pemuaian, konversi suhu, perubahan wujud, bagaimana cara kalor berpindah, dan masih banyak lagi. Coba amati musim hujan kaya gini (januari 2013) misal sobat sama pacar kamu yang baru jadian  berdua kehujanan naik motor lalu mampir ke warung buat minum wedang ronde. Lihatlah ada peristiwa kalor yang luar biasa. Badan anda kedinginan lalu minum wedang rode seketika menjadi hangat. Tentu saja bukan karena pacar baru sobat yang duduk di sebelah. Amati juga ketika sisa wedang ronde yang tadinya suhunya panas sekarang sudah anget atau dingin. Sepele, tapi ada bayak ceritasuhu dan kalor di baliknya.

Skala Suhu
Sobat suhu itu bukan hanya panas, anget, dan dingin, tapi juga skala khususnya sebagai berikut

1. Skala Celcius
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. 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, sehingga tidak ada panas yang terdeteksi karena kalor yang ada sebanding dengan energi kinetik yang diperlukan partikel. Suhu mutlak (0o K) kalau di koversi ke celcius menjadi -273,15 ^o C

3. 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

4. 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

masing-masing skala bisa dikonversikan ke skala yang lain. Untuk lebih jelasnya mengenai konversi suhu sobat bisa baca postingan Konversi Suhu.

Kalor
Kalor adalah salah satu bentuk energi sama halnya dengan energi kimia, potensial, maupun kinetik. Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Umumnya untuk mendeteksi keberadaan kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. 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
jenis zat (kalor jenis)
perubahan suhu

Sehingga secara matematis didapatkan rumus kalor :

Q = m.c.(T2 – T1) atau sobat mungkin lebih akrab dengan

Q = m.c.ΔT

dibaca Q masih cinti Titu atau boleh Q masih cakit Ati (gubraaaak)

Contoh Soal Suhu dan Kalor 
50 gr air pada suhu 25. Jika kalor jenis air berapa kalor yang dibutuhkan agar suhunya menjadi 80 c?
Pembahasan
kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan air tersebut sampai suhu 80 C adalah
Q = m.c. (T2-T1)
Q = 50.2. (80-25)
Q = 5500 kalori = 5,5 Kkal

Kalor Campuran 2 Zat sejenis dan non sejenis
Sobat mungkin pernah menjumpai soal tentang suhu dan kalori dari dua zat cair sejenis maupun nonsejenis yang dicampur sehingga menghasilkan suhu tertentu. Cara mengerjakannya dengan menggunakan asas black.

“Kalor yang dilepas sama dengan kalor yang di terima”

misal X adalah suhu akhir campuran dan M T2 masing-masing adalah masa dan suhu zat cair yang lebih tinggi maka untuk cairan atau zat sejenis rumusnya :

Qlepas = Qterima
M.c.(T2-x) = m.c (X-T1) (coret C –> kalor jenis)
M (T2-x) = m (x-T1)
MT2 – Mx = mx – mT1
MT2 + mT1 = Mx + mx
MT2 + MT1 = (M+m) x
x = (MT2+mT1) / (M+m)

M = masa zat yang suhunya lebih tinggi
T2 = suhu zat yang lebih tinggi
m = masa zat yang suhunya lebih rendah
T1 = suhu zat yang lebih rendah
x = suhu campuran

untuk cairan atau yang zat tak sejenis sobat bisa menggunakan persamaan awal dari asas black

Qlepas = Qterima
M.c2.(T2-x) = m.c1. (X-T1)

Contoh Soal menghitung suhu campuran
Dua buah zat cair sejenis dengan masa dan suhu masing-masing (40 Kg, 60^o C) dan (20 Kg, 30^o C). Jika kita mencapurnya, berapa suhu campurannya?

x = (MT2+mT1)/(M+m)
x = 40.60 + 20.30/40+20
x = (2400 + 600) / 60
x = 3000/60
x = 50 ^o C