//
you're reading...
Paper

KUANTITAS DAN PEMAPARAN PANAS

 

OLEH:

KELOMPOK BUNGA GUMITIR

  1. 1.    I MADE PURWA
  2. 2.    I KOMANG EKA PUTRA PURNAMA
  3. 3.    I WAYAN EKA ADI PUTRA
  4. 4.    I MADE ANOM JANUARTA
  5. 5.    GEDE SENO ASTAWIBAWA,BMM
  6. 6.    I KETUT DIARTA
  7. 7.    GEDE GUNAWAN EKA PUTRA

 

 

 

 

 

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

IKIP PGRI BALI

DENPASAR

2008

 

Kata Pengantar

 

           

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan paper ini, yang disusun sebagai tugas individu untuk melengkapi tugas mata kuliah Fisika Dasar I.

Dengan terselesaikannya  paper ini penulis berharap dapat menambah wawasan sekaligus memahami mata kuliah Fisika Dasar I yang selama ini dibimbing oleh I wayan Mustika, S.Pd.,M.Pd dengan salah satu topik yang penulis ambil yaitu Pemaparan Panas dan Intensitas Kalor. Di samping itu, semoga paper ini dapat bermanfaat kepada semua pihak. Penulis  sadar bahwa paper ini jauh dari sempurna sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dan kesempurnaan paper ini.

Dalam kesempatan ini juga tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada I Wayan Mustika, S.Pd.,M.Pd atas bimbingannya dalam penyusunan dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk membahas topik ini. Selain itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang memberikan kontribusi atas terselesaikannya paper ini.

Denpasar, 12 Desember 2008

Penyusun

 

 

 

 

 

DAFTAR  ISI

 

 

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR ……………………………………………………………………. i

DAFTAR ISI ………………………………………………………………. ……………..ii

BAB I.  PENDAHULUAN……………………………………………………………….1

1.1.  Latar Belakang Penulisan.…………………………………………………..1

1.2.  Rumusan Masalah  …………………………………………………………1

1.3.  Tujuan Penulisan.……………………………………………………………1

1.4.  Manfaat Penulisan……….……………………………………..……….…..2

BAB II. KAJIAN PUSTAKA……………..………………………………………….….3

2.1 Suhu …………………………………………………………………………………….3

2.2 Kalor…………………………………………………………………………4

2.3 Perubahan Fase Zat…….………………………………………….…….…..5

2.4 Pemuaian Zat…………………………………………………….……..……5

2.5  Cara-Cara Perpindahan Kalor……………………..…………………………7

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Suhu …………………………………………………………………………………..11

3.2 Kalor…………………………………………………………………..……13

3.3 Pemuaian Zat …….…………………………………………………….…..15

3.4 Perubahan Fase Zat …………………………………………….…………..17

3.5 Cara-Cara Perpindahan Kalor……………………..…………………………….17

BAB IV. PENUTUP   …….………………………………………………… …………..20

3.1. Simpulan ………………………………………………………………………20

3.2. Saran – Saran ………………………………………………………………….21

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

 

1.1  Latar Belakang Penulisan

Terkadang sering akibat Keteledoran seperti akibat penyambungan instalasi listrik yang tidak benar mengakibatkan penumpukan arus sehingga timbul panas(kalor) yang lama kelamaan akan menjadi api yang akan berakibat pada kebakaran yang menghanguskan rumah dan harta benda disekitarnya. Panas(kalor) yang pada tempatnya akan sangat bermanfaat bagi kehidupan, namun pada saat tidak tepat akan berakibat fatal.

Panas merupakan suatu bentuk energi, yang dahulunya kalor itu dikira berupa zat alir tanpa berat dan tidak dapat dilihat. Yang mana dapat ditimbulkan jika ada bahan dibakar dan dapat diteruskan dari benda satu ke benda lainnya dengan cara konduksi. Seiring dengan perkembangan ilmu Fisika  teori tentang kalor tersebut ditinggalkan.

1.2  RUMUSAN MASALAH

Dalam paper ini akan dibahas masalah yang menyangkut tentang kuantitas dan pemaparan kalor antara lain:

  1. Bagaimana pengertian suhu dan alat-alat ukurnya.
  2. Bagaimana  pengertian kalor dan alat ukurnnya.
  3. Bagaimana bentuk-bentuk perubahan fase zat.
  4. Bagaimana bentuk-bentuk pemuain zat.
  5. bagaimana cara-cara perpindahan kalor.

1.3  TUJUAN PENULISAN

  1. Agar mengetahui tentang pengertian suhu dan mengetahui jenis-jenis alat ukur suhu.
  2. Agar mengetahui tentang pengertian kalor serta alat ukur kalor.
  3. Agar mengetahui tentang bentuk-bentuk dari perubahan fase zat.
  4. Agar mengetahui tentang bentuk-bentuk pemuaian yang terjadi pada zat.
  5. Agar mengetahui tentang cara-cara perpindahan yang terjadi pada kalor.

1.4  MANFAAT PENULISAN

Penulis berharap dengan adanya paper ini dapat memberikan manfaat pada semua pihak. Dengan membaca paper ini diharapkan mengetahui tentang pengertian suhu dan kalor serta mengetahui jenis-jenis alat ukur suhu dan kalor, bisa menjelaskan tentang perubahan fase zat, bentuk-bentuk pemuaian yang terjadi pada zat, serta cara-cara perpindahan yang terjadi pada kalor. Sehingga dengan mengetahui hal-hal tersebut dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

 

2.1 SUHU

          Kita dapat merasakan panas atau dingin melalui indra peraba kita. Namun, indraa peraba kita tidak dapat mengukur dengan tepat derjat panas dinginnya suatu benda. Suhu suatu benda adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi sedangkan yang dingin suhunya rendah. Suhu merupakan besaran dengan  itu suhu tentu suatu benda.

Ketika kita memanaskan suatu benda atau mendinginkannya sampai pada suhu tertentu , beberapa sifat fisik benda tersebut berubah. Seperti contoh air dipanaskan akan menguap,air didinginkan akan membeku. Sifat benda yang bias berubah akibat adanya perubahan suhu disebut sifat termometerik. Sifat ini dimanfaatkan untuk alat pengukur suhu.

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu suatu benda. Berdasarkan sifat termometerik zat, jenis-jenis thermometer  sebagai berikut.

1). Termometer Zat Cair, yaitu alat ini bekerja berdasarkan prinsip bahwa zat cair yang dipanaskan akan bertambah volumenya.

2). Termometer Bimetal, yaitu alat ini bekerja berdasarkan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan.

3). Termometer Hambatan,yaitu alat ini bekerja berdasarkan prinsip perubahan hambatan listrik  yang diubah ke dalam bentuk pulsa-pulsa litrik.

4). Termokopel. yaitu alat ini bekerja berdasarkan prinsip pemuaian yang berbada antara dua ujung yang disentuhkan  yang akan menghasilkan gaya gerak listrik.

5). Termometer Gas, yaitu alat ini bekerja berdasarkan prinsip bertambahnya suatu tekanan pada suatu benda.

6). Pyrometer, alat ini bekerja dengan mengukur intensitas  radiasi yang dipancarkan  oleh benda yang sangat panas. Instrument dari pyrometer tidak menyentuh benda yang akan diukur suhunya sehingga dapat digunakan umtuk mengukur suhu yang sangat tinggi(kira-kira 500 0C -3000 0C).

Thermometer berdasarkan tampilan hasil pengukuranya dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

1). Termometer Analog

2). Termometer digital

Berdasarkan manfaatnya atau tempatnya ada beberapa macam thermometer, yaitu:

1). Termometer badan atau termometer klinis

2) Termometer dinding

3) Termometer maksimum atau minimum

4) Termometer batang

2.2 KALOR

Jika kita memasukan air sumur dalam wadah yang berisi air panas , air sumur akan mengalami kenaikan suhu dan air hangat tadi akan mengalami penurunan suhu. Hal ini menunjukan perpindahan energi dari benda yang mempunyai suhu lebih tinggi ke benda yang suhunnya lebih rendah. Energi yang berpindah tersebut adalah kalor.

Ketika bagian- bagian yang berbeda dari sistem yang terisolasi berada pada tempratur yang berbeda, kalor akan mengalir dari bagian yang bertempratur tinggi ke tempratur yang lebih rendah. Jika system terisolasi sempurna, tidak ada energi yang mengalir keluar system. Jadi kekekalan energi sangatlah berperan dimana hal ini sudah diselidiki oleh Joseph Black dengan rumusan :

Kalor lepas = kalor diterima

Kalorimeter  adalah suatu alat untuk mengukur kalor jenis suatu benda. kalorimeter bekerja berdasarkan prinsip kalorimetri/asas Black.

Ada beberapa jenis calorimeter, diantaranya yaitu:

  1. Kalorimeter aluminium
  2. Kalorimeter elektrik
  3. Kalorimeter bom

2.3 PERUBAHAN FASE ZAT

Perubahan wujud dari suatu benda meliputi mencair, menguap, membeku, mengembun, dan menyublim.

  1. mencair; peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair.
  2. Menguap; peristiwa perubahan wujud zat dari cair menjadi gas.
  3. Membeku; peristiwa perubahan wujud zat dari cair menjadi padat.
  4. mengembun; peristiwa perubahan wujud zat dari uap menjadi cair.
  5. Menyublim; peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi gas atau dari gas menjadi padat

Jika kita memberikan kalor pada benda sehingga fasenya berubah, namun suhunya tetap. Hal ini karena kalor yang diberikan digunakan untuk merubah fasenya. Maka dari itu dalam perubahan fase ada besaran kalor laten.

Dengan berdasarkan nama perubahan fase zat, maka jenis kalor laten adalah : kalor lebur, kalor uap, dan kalor lenyap.

Kalor yang diperlukan untuk merubah fase benda dirumuskan:

2.4 PEMUAIN ZAT

Pada umumnya jika suatu benda dipanaskan benda tersebut akan mengalami pemuaian. Pemuaian yang terjadi pada benda meliputi muai panjang, muai luas, dan muai volume. Besarnya pemuaian tergantung pada:

  1. ukuran benda semula,
  2. kenaikan suhu,
  3. jenis benda.
  1. Pemuaian Panjang

Dalam kehidupan sehari-hari kita telah memanfaatkan bentuk pemuaian, misalnya  pada saklar termal, bimetal setrika, lampu sein pada motor. Ukuran-ukuran semua benda akan bertambah besar jika suhunya naik. Tetapi ada pula beberapa perkecualiannya. Jika benda itu berwujud batang atau kabel, maka yang menarik perhatian adalah perubahan panjangannya, karena akibat kenaikan suhu tadi. Misalnya tongkat yang panjangnya Lo pada suhu to yaitu suhu pangkal perhitungan panjangnya pada suhu t, yang lebih tinggi dari pada to, adalah L. selisih L-Lo=∆L  adalah besar pemuaian tongkat karena pemanasan. Bahwa tambahan panjang  ∆L berbanding langsung dengan panjang aslinya, yaittu Lo; dan hampir-hampir berbanding langsung dengan kenaikan suhu t- to atau ∆t jadi ∆L   α Lo atau ∆L= α Lo ∆t

Disini α adalah suatu konstanta perbandingan, yang berbeda harganya menurut jenis bahan, dan disebut koefisien muai panjang. Secara matematis muai panjang dirumuskan :

∆L

α   =

Lo∆t

Sebab itu  koefisien muai panjang dapat didefinisikan sebagai perubahan panjang relatif per derajat kenaikan suhu. Hubungan lain yang amat penting dapat diperoleh , yaitu dengan mengganti ∆L dengan L –Lo; dan didapat L sebesar:

L = Lo(1+ α ∆t)

  1. b.      Pemuaian Luas dan Volume

Jika suatu bahan yang berwujud papan atau plat dipanaskan, baik panjang maupun lebar  papan itu akan bertambah. Misalkan sebuah papan segiempat panjang, yang waktu suhunya to, panjangnya Lo dan lebarnya bo . Jika dipanaskan hingga suhunya menjadi t, maka ukuran-ukuran ini menjadi :

L=Lo               L = Lo(1+ α ∆t)

b= bo                     b = bo (1+ α ∆t)

Luas papan mulanya adalah

Ao = Lo bo

Luas sesudah dipanaskan adalah:

A = Lb = Lo bo (1+ α ∆t) (1+ α ∆t)

= Ao [ 1+ 2 α ∆t + (α ∆t)2 ]

Tetapi karena α itu besaran kecil, α2 akan terlalu kecil sekali, sehingga suhu (α∆t)2  dapat diabaikan. Jadi

A = Ao(1+ 2 α ∆t)

Jika sekarang kita mendefinisikan koefisien muai luas γ demikian, hingga :

A = Ao ( 1 + γ∆t)

Maka:

γ = 2 α

Jika kita tinjau sebuah balok pejal yang terbuat dari sebuah bahan. Pada to ukurannya Lo,bo dan co. dengan penalaran seperti diatas dapat diktahui bahwa :

V = Vo(1+ 3 α ∆t)

= Vo(1+  β ∆t)

V berarti volume pada suhu t dan Vo volume pada to dan β (=3 α) adalah koefisien volum atau koefisien muai ruang( cubical coefficient of expansion). Persamaan ini tetap berlaku, bagaimanapun juga bentuk bendanya.

2.5 CARA-CARA PERPINDAHAN KALOR

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya. Kalor berpindah dari benda atau system bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perpidahan kalor dari satu benda ke benda lain dapat melalui tiga cara yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

  1. a.      Hantaran (Konduksi)

Kalor dapat merambat melalui zat padat dengan medium tetap tidak ikut bergerak . Namun , kecepatan merambatnya kalor melalui medium zat padat yang berbeda akan berbeda pula. Bahan yang dengan mudah merambatkan kalor dinamakan konduktor kalor. Peristiwa  merambatnya kalor melalui konduktor dinamakan hantaran atau konduksi.

Laju aliran kalor pada batang konduktor:

1)      berbanding lurus dengan perbedaan suhu antar ujung batang;

2)      berbanding lurus dengan luas penampang batang;

3)      berbanding terbalik dengan panjang batang.

Secara matematis laju aliran kalor (H) pada batang  konduktor adalah :

∆Q                    T2-T1

H =                    =    kA

∆t                          l

Keterangan :

A =luas penampang batang konduktor (m2)

l = panjang batang konduktor (m)

T2,T1 = suhu kedua ujung (0C)

K = konduktifitas termal(W/mK)

Perpindahan energi kalor secara konduksi dapat terjadi melalui dua proses yaitu:

  1. kalor dipindahkan melalui tabrakan antara partikel pemanasan mengakibatkan energi kinetic partikel bertambah sehingga bergerak lebih cepat. Gerakan partikel itu mengakibatkan terjadinya tabrakan antara partikel- partikel yang berdekatan dan sekaligus terjadi perpindahan kalor.
  2. Kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebas. Pada bagian yang dipanaskan, energi elektron –elektron bertambah besar. Oleh karena itu elektron-elektron  bergerak bebas, energi itu dapat dipindahkan secara cepat melalui tumbukan dengan elektron disekitarnya.

b. Aliran (Konveksi)

Terdapat dua jenis konveksi, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah, pergerakan atau aliran energi kalor terjadi akibat perbedaan massa jenis. Pada konveksi paksa, aliran panas dipaksa di alirkan ke tempat yang dituju dengan bantuan alat tertentu, misalnya dengan kipas angin atau blower. Konveksi alamiah misalnya pada system ventilasi rumah, terjadi angina darat dan angina laut. Konveksi paksa misalnya terjadi pada system pendingin mesin pada mobil dan alat pengering rambut.

Laju perpindahan kalor secara konveksi bergantung pada luas permukaan benda(A) yang bersentuhan dan beda suhu(∆T) antara benda dengan fluida. Banyak kalor yang dihantarkan secara konveksi dapat dihitung dengan rumus:

Untuk Lebih lengkapnya, bisa di baca n klik  blogger ini Ilmuhamster.blogspot.com

 

Discussion

No comments yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: