PESAWAT SEDERHANA
SUHU DAN KALOR 6.1 Pendahuluan
3. 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.
6.3 Rangkuman
1. Salah satunya ayat al-Qur’an yang bekatan dengan suhu dan kalor adalah Q.S Yasin ayat 80 dan QS. An-Naml ayat 7.
ِرَجَّشلا َنِ م ْمُكَل َلَعَج ىِذَّلا
ٰاَذِإَف ا ًراَن ِرَضْخَلأا َن ْوُدِق ْوُت ُهْنِم ْمُتْنَأ
Artinya: “Yaitu Tuhan yang menjadikan untukmu api dari kayu yang hijau, maka tiba-tiba kamu nyalakan (api) dari kayu itu”. (QS. Yasin: 80)
ٰىَسوُم َلاَق ْذِإ
ۧ ِهِلْهَ ِلأ ٰىِ نِإ َئَس ا ًراَن ُتْسَناَء َنا ْوُلَطْصَت ْمُكَّلَعَّل ٍسَبَق ٍباَهِشِب ْمُكْيِتاَء ْوَأ ٍرَبَخِب اَهْنِ م ْمُكْيِتا
Artinya: “(Ingatlah) ketika Musa bekata kepada keluarganya: “sesungguhnya aku melihat api. Aku kelak akan membawa kepadamu khabar daripadanya, atau aku membawa
kepadamu suluh api supaya kamu dapat berdiang””. (QS. An-Naml: 7)
2. Suhu didefinisikan sebagai suatu besaran fisika yang dimiliki bersama antara dua benda atau lebih yang berada dalam kesetimbangan termal. Suatu benda yang dalam keadaan panas dikatakan memiliki suhu yang tinggi, dan sebaliknya, suatu benda yang dalam keadaan dingin dikatakan memiliki suhu yang rendah. Perubahan suhu benda, baik menjadi lebih panas atau menjadi lebih dingin biasanya diikuti dengan perubahan
peristiwa perubahan ukuran (penambahan panjang, luas, atau volume) suatu benda karena pengaruh suhu.
3. Alat ukur suhu disebut termometer, Termometer pertama kali dibuat oleh Galileo Galilei (1564-1642). Termometer dibuat berdasarkan prinsip perubahan volume.
Thermometer yang tabungnya diisi dengan raksa kita sebut thermometer raksa dengan skala Celcius adalah thermometer yang umum dijumpai dalam keseharian, Selain raksa terdapat pula termometer alkohol. Termomete raksa dan temomete alkohol mempunyai kentungan dan kerugian masing-masing.
4. Ada dua jenis termometer yang biasa kita kenal yaitu termometer analog dan termometer digital. Ada beberapa thermometer yang kita kenal, yaitu thermometer laboratorium, thermometer ruang, thermometer klinis, dan thermometer Six-Bellani.
Thermometer laboratorium dapat dijumpai dilaboratorium digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Thermometer laboratorium menggunakan raksa atau alcohol sebagai penunjuk suhu. Suhu pada thermometer laboratorium biasanya 0o C sampai 100o C.
Thermometer ruang dipasang pada tembok rumah atau kantor mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala thermometer ruang adalah -50o C sampai 50o C.
Thermometer klinis disebut juga thermometer demam digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu badan. Skala suhu pada thermometer klinis hanya 35o C sampai 43o C.
Thermometer Six-bellani disebut juga thermometer maxsimum minimum.
Thermometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan terendah pada jangka waktu tertentu.
5. Terdapat empat macam skala termometer yang biasa digunakan, yaitu Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin.
a. Skala Celcius dengan skala Reamur 𝑇𝑐 =5
4𝑇𝑅 𝑇𝑅=4
5𝑇𝐶 b. Skala Celsius dengan skala Fahrenheit
𝑇𝑐=5
9(𝑇𝐹− 32) 𝑇𝐹=59(𝑇𝐶+ 32) c. Skala Celcius dengan skala Kelvin
𝑇𝐶 = 𝑇𝐾 − 273 𝑇𝐾 = 𝑇𝐶 + 273
6. Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori (kal). Kalor menyatakan banyaknya panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda. Secara matematis kalor dituliskan:
Q = mcΔt
7. Pada dasarnya setiap benda atau zat dapat berubah dari satu wujud (padat, cair, dan gas) ke wujud lain dan perubahan ini terjadi karena adanya peranan kalor. Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu:
Perpindahan kalor secara konduksi. Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak.
Perpindahan kalor secara konveksi. Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Perpindahan panas secara konveksi terjadi melalui aliran zat.
Perpindahan kalor secara radiasi. Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui perantara.
6.4 Latihan/Tugas
I. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
1. Besaran fisika yang dimiliki bersama antara dua benda atau lebih yang berada dalam kesetimbangan termal merupakan definisi dari ...
A. Suhu C. Pemuaian
B. Panas D. Kalor jenis
2. Termometer merupakan alat pengukur suhu. Ada beberapa jenis termometer diantaranya termometer zat cair, termometer gas, termometer hambatan,
berdasarkan pada sifat ...
A. termokimia C. termodinamika
B. termometrik D. termofisika
3. Termometer yang sering digunakan untuk keperluan di laboratorium umumnya merupakan termometer zat cair. Berdasarkan pertimbangan khusus, zat cair yang biasa digunakan untuk mengisi termometer yang mampu mengukur suhu yang rendah adalah ...
A. air C. spiritus
B. raksa D. alkohol
4. Skala termometer yang menetapkan titik tetap bawahnya berdasarkan energi kinetik rata-rata molekul suatu benda yang memiliki nilai minimum atau dinamakan nol mutlak adalah skala ...
A. Celcius C. Reamur
B. Kelvin D. Fahrenheit
5. Pada skala Celcius, titik tetap bawahnya adalah 0 °C dan titik tetap atasnya adalah 100 °C. Pada skala Fahrenheit, titik tetap bawahnya adalah 32 °F dan titik tetap atasnya adalah 212 °F. Ada suatu nilai yang menunjukkan bahwa nilai suhu pada skala Celcius sama dengan nilai suhu pada skala Fahrenheit. Nilai tersebut adalah ...
A. 32 B. 0 C. -40 D. -273
6. Perpindahan panas secara konduksi terjadi apabila ...
A. pada bagian bahan yang panas molekulnya bergerak ke molekul lainnya sehingga suhunya naik.
B. pada bagian bahan yang panas molekulnya tetap diam sehingga suhunya naik.
C. pada bagian bahan yang panas molekulnya berpindah ke molekul lainnya sehingga suhunya naik.
D. pada bagian bahan yang panas molekulnya bergetar dan membentur molekul lainnya sehingga suhunya naik.
7. Nelayan di pantai akan pergi melaut pada malam hari karena ...
A. Pada malam hari terjadi angin laut yang arahnya dari darat ke laut
B. Pada malam hari terjadi angin darat yang arahnya dari darat ke laut C. Pada malam kari terjadi angin laut yang arahnya dari laut ke darat D. Pada malam hari terjadi angin darat yang arahnya dari darat ke laut
8. Sebuah logam yang massanya 5 kg memiliki kapasitas kalor 2,324 x 103 J/K.
Nilai kalor jenis logam tersebut adalah ...
A. 4648 J/kg K C. 46,48 J/kg K
B. 464,8 J/kg K D. 4,648 J/kg K
9. 250 g timah dipanaskan dari 10 °C hingga 45 °C. Bila kalor jenis timah adalah 130 J/kg.°C, berapakah banyaknya kalor yang diperlukan?
A. 1137,5 J C. 1175 J
B. 11,375 J D. 113,75 J
10. Untuk melebur 5 kg es menjadi 5 kg air pada suhu 0 °C diperlukan kalor 1680 kJ. Berapakah nilai kalor lebur es?
A. 360 kJ C. 336 kJ
B. 630 kJ D. 136 kJ
6.5 Rujukan
Fishbane, Paul M, et.al. (2005). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. New Jersey: Pearson Educational Inc.
David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. (2010). FISIKA DASAR Edisi 7 Jilid 1, ed. by Wibi Hardani, Ade M. Drajat, Lemeda Sinarmata, 7th edn.
Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama
M.Pd.I. Romlah Dra. (1981). Ayat-ayat Al-Qur’an Dan Fisika, Journal of Chemical Information and Modeling, LIII.
Serway, R.A & John W. Jewett. (2004). Physics for Scientists and Engineers.
Thomson Brooks/Cole.
Sulistyanto, H & Edy Wiyono. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI Kelas IV. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas.
6.6 Bacaan yang Dianjurkan
Paul A. Tipler. (1998). FISIKA Untuk Sains Dan Teknik, ed. By Joko Sutrisno, 3rd edn (Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama).
BAB 7
SISTEM TATA SURYA