Bagaimana Cara Mengukur Suhu?
B. Perpindahan Kalor
4. Pemuaian pada Gas
Udara atau gas pun juga memuai jika dipanaskan, seperti halnya zat padat dan zat cair. Bagaimana terjadinya pemuaian gas? Mari kita selidiki dengan melakukan kegiatan berikut.
Gambar 6.21 Ban dapat meletus oleh teriknya matahari
udara di dalam ban tetap, tekanan udara dalam ban bertambah besar. Pada saat ban tidak kuat lagi menahan tekanan udara yang semakin besar ini, ban tersebut meletus. Dengan demikian, bila gas suhunya dinaikkan, tetapi volume ruangannya tetap maka tekanan gas tersebut bertambah.
Besar tekanan gas setelah dipanaskan pada volume tetap dapat ditentukan dengan rumus berikut.
pt = p0 ⎡⎢ + − ⎤⎥ ⎣ ⎦ 0 1 273 t t
1. Kalor adalah energi yang diterima atau dilepaskan oleh suatu zat sehingga suhu zat tersebut naik atau turun atau bahkan berubah wujudnya.
2. Kalor jenis adalah banyak kalor yang di- perlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhu sebesar 1°C.
3. Asas Black berbunyi ”Banyak energi yang diberikan sama dengan banyak energi kalor yang diterima”.
4. Titik lebur adalah suhu minimum yang di- perlukan suatu zat beruwujud padat untuk berubah wujdu menjadi cair.
5. Titik beku adalah suhu zat ketika membeku hingga membeku seluruhnya.
6. Kalor lebur adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg zat untuk berubah menjadi padat pada titik bekunya.
7. Kalor beku adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk berubah menjadi padat pada titik bekunya.
Jawablah soal-soal berikut! 1. Perhatikan gambar di
samping!
Sering kita jumpai, se- buah gelas yang diisi air panas tiba-tiba retak atau pecah. Mengapa hal tersebut dapat ter- jadi?
2. Panjang sebatang besi pada saat dipanaskan mencapai suhu 100°C adalah 50,048 cm. Jika koefisien muai panjang besi 0,000012/C°. Tentukan panjang batang besi mula-mula pada suhu 30°C!
3. Tekanan udara dalam sebuah ban sepeda 5 atmosfer pada suhu 28°C. Setelah berjalan jauh, suhu ban itu naik menjadi 55°C. Jika volumenya tetap, berapa atmosfer tekanan udara dalam ban itu?
4.
Gambar 1 menunjukkan keadaan bimetal pada suhu ruang dan gambar 2 keadaan bi- metal sesudah dipanaskan dari keadaan tersebut.
Kesimpulan apa yang dapat diambil dari ke- adaan tersebut?
5. Panjang logam kuningan pada saat
dipanaskan hingga suhu 200°C adalah 100,016 cm. Jika koefisien muai panjang logam kuningan sebesar 0,000019/C°, berapakah suhu logam kuningan pada saat panjangnya 100,00 cm? 2 Besi Tembaga 1 Keterangan:
Vt = volume setelah suhu t
V0 = volume mula-mula pada suhu t0 pt = tekanan gas pada suhu t
A. Pilihlah jawaban yang tepat!
1. Sepotong es yang diletakkan di atas meja lama-lama melebur. Peristiwa ini terjadi karena . . . .
a. meja menerima kalor dari es
b. udara di sekitarnya menyerap kalor dari es c. suhu es lebih tinggi daripada suhu udara
sekitarnya
d. es menerima kalor dari lingkungan di sekitarnya
2. Pada bungkus minuman bergizi tertulis data seperti berikut.
Kandungan Gizi per Bungkus
Energi : 133,5 kkal
Protein : 1,6 g
Karbohidrat : 24 g
Lemak : 3,5 g
Kandungan energi dalam minuman tersebut setara dengan . . . joule.
a. 501.335 c. 542.420
b. 521.420 d. 560.700
3. 250 gram gliserin dipanaskan dari suhu awal 12°C hingga 56°C. Jika kalor jenis gliserin 2,4 × 103 J/kg C°, banyak kalor yang di- perlukan sebesar . . . J.
a. 25.940 c. 27.040
b. 26.400 d. 28.940
4. Sepotong aluminium dipanaskan dari suhu 40°C hingga 110°C. Jika kalor yang dibutuh- kan sebesar 644 J dan kalor jenis aluminium 9,2 × 102 J/kg C°, massa aluminium tersebut . . . gram.
a. 12 c. 10
b. 11 d. 9
5. Sepotong besi panas bersuhu 90°C dimasuk- kan ke dalam seember air dingin bersuhu 21°C. Suhu akhir kedua zat tersebut kira- kira . . . .
a. tetap 21°C
b. antara 21°C dan 90°C c. tetap 90°C
d. lebih dari 90°C atau kurang dari 21°C 6. 500 gram uap metil alkohol dengan titik didih
65°C akan diembunkan pada titik embunnya. Bila kalor uap metil alkohol 1,1 × 106 J/kg, energi kalor yang dilepas uap metil alkohol tersebut . . . J.
a. 5,5 × 107 c. 8 × 107 b. 7,1 × 107 d. 8,7 × 107
7. Arah aliran molekul air selama konveksi kalor diperlihatkan dengan gambar . . . .
a. c.
b. d.
8. Menguap yaitu perisitiwa berubahnya wujud suatu zat dari cair menjadi uap air.
9. Faktor-faktor yang mempengaruhi penguapan. a. Penguapan dapat dipercepat dengan pemanasan (memanaskan atau menaik- kan suhu).
b. Penguapan dapat dipercepat dengan cara memperluas permukaan zat cair. c. Penguapan dapat dipercepat dengan
cara meniupkan atau mengalirkan udara ke permukaan zat cair.
10. Perpindahan kalor melalui medium zat padat disebut konduksi.
11. Perpindahan kalor melalui zat penghantar dengan diikuti perpindahan komponen zat penghantar.
12. Perpindahan kalor dengan cara pancaran tanpa zat penghantar disebut radiasi kalor.
2. Perhatikan grafik di bawah ini!
Mengapa B – C mendatar dan peristiwa apakah itu?
3. Lima ratus gram metil alkohol dengan suhu 10°C akan diuapkan seluruhnya. Diketahui titik didih metil alkohol 65°C, kalor jenis metil alkohol 2,5 × 103 J/kg C°, dan kalor uapnya 1,1 × 106 J/kg. Hitunglah kalor yang dibutuh- kan dalam penguapan tersebut!
4. Pada pagi hari kabel aliran listrik tegangan tinggi tampak tegang dan pada siang hari tampak kendur. Jelaskan kejadian ini dengan konsep pemuaian!
5. Panjang batang aluminium pada suhu 27°C adalah 75 cm. Pada saat suhunya dinaikkan menjadi 77°C, panjangnya menjadi 75,09 cm. Hitunglah koefisien muai panjang batang aluminium itu!
C. Jawablah soal analisis berikut!
1. Mengapa warna putih merupakan warna terbaik untuk kaos olahraga?
2. Wawan mempunyai setrika listrik otomatis. Ketika Wawan menyetrika bajunya dengan setrika listrik itu lampu indikator dapat mati sendiri? Mengapa hal itu terjadi? Apakah nama alat yang mengatur indikator tersebut? Coba jelaskan prinsip kerja alat tersebut pada setrika listrik!
8. Sebuah kawat besi mula-mula panjangnya 75 cm. Setelah dipanaskan panjangnya menjadi 75,036 cm dengan kenaikan suhu 50 C°. Koefisien muai panjang kawat besi tersebut . . . /C°.
a. 0,000069 c. 0,000096
b. 0,000086 d. 0,00096
9. Selembar aluminium tipis pada suhu 20°C luasnya 200 cm2. Aluminium itu dipanaskan sampai suhunya mencapai 90°C. Jika koefisien muai panjang aluminium = 0,000000024/C°, pertambahan luas alu- minium tersebut . . .cm2.
a. 0,000672 c. 0,000329
b. 0,000336 d. 0,000239
10. Volume bensin pada sebuah tangki yang suhunya 0°C sebanyak 5 liter. Jika koefisien muai ruang bensin 0,00095/C°, volume bensin pada suhu 50°C sebanyak . . . liter.
a. 5,0000 c. 6,3425
b. 5,2375 d. 7,7350
B. Jawablah soal-soal berikut! 1. Perhatikan gambar berikut!
(I) Air dipanasi sehingga suhu air naik. (II) Es dipanasi sehingga mencair.
Dari dua gejala tersebut, kesimpulan apa yang dapat diperoleh?
100 Suhu (°C) Es Air Mencair Mendidih Uap air Waktu (menit) 0 A B C D E (I) (II)
Pada akhir tahun 2007 di Indonesia, terjadi kelangkaan kedelai di pasaran. Kelangkaan tersebut disebabkan oleh jarangnya petani dalam negeri yang menanam kedelai dan mahalnya biaya impor kedelai. Oleh karena itu, harga kedelai melonjak sampai dua kali lipat. Akibatnya, para pembuat tempe banyak yang gulung tikar. Tempe merupakan makanan yang mengandung protein tinggi. Tempe dibuat melalui proses peragian kedelai. Perubahan kedelai menjadi tempe merupakan perubahan kimia. Apakah perubahan kimia itu? Bagaimanakah sifat-sifatnya? Adakah perubahan lain selain perubahan kimia?