RINGKASAN MATERI FISIKA DASAR 1.docx

RINGKASAN MATERI FISIKA DASAR 1

Disusun Oleh : Dwi Atik Karlina (4201411009 ) PRODI : PEND.FISIKA, S1

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMRANG

( UNNES )

DAFTAR ISI

BAB 1

1. MEKANIKA

2. GETARAN DAN GELOMBANG 3. SUHU DAN TEORI KINETIK GAS 4. KALOR

MEKANIKA

I. KINEMATIKA

Kelajuan rata-rata

Laju rata-rata sebuah benda adalah jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak.

v

=

Kecepatan rata-rata

Kecepatan rata-rata adalah perpindahan dbagi waktu yang diperlukan. ̅

=

Kelajuan rata-rata besar kecepatan rata-rata Kecepatan sesaat

=

=

Percepatan rata-rata ( ̅) ̅=

=

Percepatan sesaat ( a ) a

=

Gerak dengan percepatan konstan Ket : v = kelajuan rata-rata ̅ = kecepatan rata-rata = kecepatan sesaat a = percepatan ̅ = percepatan rata-rata = percepatan sesaat = jarak = perpindahan = kecepatan awal = konstan t = waktu Soal-soal !!

II. DINAMIKA

Gaya yaitu adanya perwujudan antara 2 benda ( interaksi 2benda ) Hukum Newton I

Menyatakan sebuah benda dalam keadaan diam atan bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap diam atau akan terus bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja pada benda itu.

∑ = 0 GLB Hukum Newton II

Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya. ∑ = m.a

Hukum Newton III

Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda yang pertama.

Aksi reaksi gaya yang diberikan sama dengan gaya yang menerima.

= N

Syarat dua gaya merupakan pasangan aksi-reaksi : 1. Besar sama tapi arah berlawanan.

2. Kedua gaya bekerja pada benda yang berbeda. 3. Kedua gaya sejenis.

́

III. KERJA DAN ENERGI

Jika gaya konstan F bekerja pada sebuah partikel dengan sudut melalui jarak , kerja yang dilakukan pada partikel adalah

W = o Kerja oleh gaya konstan

F Teorema kerja-energi =

Kerja total yang dilakukan pada sebuah partikel sama dengan perubahan energy kinetic partikel.

IV. MOMENTUM ( P )

Momentum sebuah partikel didefinisikan sebagai hasil kali massa dan kecepatanny :

P = m v

Kecepatan momentum = momentum v = p

satuan momentum Kg

F =

Tumbukan

Hukum kekentalan momentum, jika tidak ada gaya luar yang

mempengaruhi ( system terisolasi ).

Hukum kekekalan energy kinetic

Jumlah momentum sebelum tumbukan = jumlah momentum setelah tumbukan

= E Lenting Sempurna, Lenting Sebagian 0 Tak Lenting y = x Momentum sumbu – x ∑ ∑ o o + o

Momentum sumbu –y

in in + in

V. GERAK MELINGKAR DAN GERAK ROTASI Gerak Melingkar

atau

Gerak Rotasi Torsi in

VI. KESETIMBANGAN DAN ELASTISITAS Syarat – syarat Kesetimbangan :

1. Jumlah semua gaya adalah nol ∑ = 0

2. Jumlah semua torsi adalah nol ∑ = 0

Elastisitas, Tegangan dan Regangan Hukum Hooke

E =

Ket

:

= Tegangan = Gaya = Luas Penampang = Regangan = Pertambahan Panjang = Panjang Awal

GETARAN DAN GELOMBANG A. GETARAN

 Getaran Harmonis

Getaran Harnonis adalah gerak bolak balik disekitar titik setimbang.

 Persamaan Getaran Harmonis y = A sin t  = A V = = A cos t  = A V = √ a = = -  A sin t a = - y  = -  A  = 2 =  Keterangan: A : amplitudo (m) Y : simpangan (m)  : kecepatan sudut ( ⁄ )

 : sudut fase ( rad)

V : kecepatan getaran ⁄ a : percepatan getaran ( ⁄ )

 Benda yang bergetar mengalami gerak harmonis sederhana (GHS) jika gaya pemulih sebanding dengan simpangan.

F = -kx

 Periode dan frekuensi getaran pegas T = 2 √

 = = _ √ Keterangan:

T : periode getaran (s)

 : frekuensi getaran (Hz)

m : massa benda pada ujung pegas (kg) k : konstanta pegas ( ⁄ )

 Gerak Harmonis Sederhana adalah sinusoidal, yang berarti bahwa simpangan sebagai fungsi waktu mengikuti kurva sinus atau cosinus.

 Hukum kekekalan energi mekanik

= + = k + m = kA = m Keterangan: = Energi potensial (J) = Energi kinetik (J) = Energi mekanik (J)

k = bilangan gelombang

Catatan:

1. Pada titik tertinggi / terendah:

 Simpangannya maksimum ( = A) dan energi potensial

maksimum( =0)

 Percepatan maksimum ( = -A)

 Kecepatan minimum (v = 0) dan energi kinetik minimum ( = 0)

2. Pada titk setimbang :

 Simpangannya nol (y=0) dan energi potensialnya minimum ( =0)

 Kecxepatannya maksimum dan energi kinetiknya maksimum.

 Kecepatannya minimum (a=0)

 Getaran disebut juga isolator

E = m + k = k

Jadi diselesaikan untuk ,kita dapatkan : = ( _{- ) = (1 - )}

ik m = k maka = ( ) sehingga

v =  √

 Periode Gerak Harmonis Sederhana sama dengan benda berputar yang membentuk satu lingkaran penuh.

=  = 2 maka T = 

Jika gaya pemulih sebanding dengan x atau dengan , gerak tersebut adalah harmonis sederhana.

F = -mg sin   dimana tanda minus, berarti bahwa gaya mempunyai arah

yang berlawan dengan simpangan sudut .

Periode dan Frekuensi bandul Karena k =  T = _{√ ⁄} T = 2√ Maka, F = = √ Keterangan: F : gaya pemulih (N) L : panjang tali (m) g : percepatan gravitasi ( ⁄ ) T : periode (sekon)  :frekuensi (Hz)

 Ketika ada gesekan ( untuk pegas dan pendulum yang rill) gerak dikatakan terendam.

Simpangan maksimum berkurang terhadap waktu dan seluruh energi pada akhirnya diubah menjadi panas.

 Osilator terendam sedikit : Q = 2

 Resonansi : sistem memeliki gaya eksternal yang bekerja padanya yang mempunyai frekuensi sendiri.

Q = _ =  _√

CONTOH LATIHAN SOAL GETARAN

1. Ketika orang dengan massa 65 kg menaiki mobil 1000 kg, pegas mobil tersebut tertekan vertikal sebesar 2,8 cm. Berapa frekuensi getaran ketika mobil menabrak sebuah lonjakan dijalan? Abaikan redaman.

penyelesaian: Diket : : 65 kg : 1000 kg : 2,8 cm = 2,8 . : 1065 kg Ditanya : f. . . . .? Jawab : = massa x gravitasi = 65 x 9,8 = 637 N k =

=

= 22.750 f = _

√

=

√

= 0,74 Hz

2. Sebuah benda massanya 100 kg bergerak harmonik dengan amplitudo 10 cm dan frekuensi 10 Hz pada saat fasenya

Hitunglah :

a. Simpangan,kecepatan,dan percepatannya b. Energi potensial dan energi kinetik, c. Gaya yang bekerja pada benda. Jawab : Diket : m = 100 g = 0,1 kg A = 10 cm = 0,1 m f = 10 Hz ᵠ = Ditanya : a. y , v, a . . . .? b. k. . . .? c. F. . .. . . .? jawab: be rny ⍵ d l h:  = 2 = 2 (10) = 20 Hz a. Besarnya y, v dan a saat 𝜑 =

y = A sin t = A sin 2𝜑 = _{sin 2(}

) = 5 x _m

= _√ ⁄

a = = - A⍵ sin 2𝜑 = - _{)(2 sin} 

= -20 ⁄ b. k = m⍵ = _{)(20 = 40 ⁄} = k = (40 = 5 x _J = m = _{) √} = 0,15  J c. F = ky = (40 _{= 2 N} B. GELOMBANG DEFINISI GELOMBANG :

Gelombang adalah rambatan dari usikan.

Gelombang adalah osilasi(getaran) yang berpindah, tidak membawa materi bersamanya.

Gelombang bisa berupa pulsa (satu puncak) atau kontinu (banyak puncak dan lembah)

 Gelombang Kontinu atau periodik yaitu gelombang bersumber dari gangguan yang kontinu dan berisolasi.

 Persamaan Gelombang

Y = A sin (t  kx) dengan  = 2 =  , k = 

 Cepat Rambat Gelombang v =  atau v = 

Kecepatan gelombang bergantung pada sifat medium dimana ia merambat. Untuk gelombang dengan amplitudo kecil, hubungan tersebut adalah:

v = √  = (gelombang pada tali) keterangan:

V _{: cepat rambat (} ⁄ )

: teganagan tali (N)

_{: massa persatuan panjang (} ⁄

Tegangan yang lebih tinggi akan menaikkan cepat rambat dan frekuensi sedangkan kawat yang lebih tebal dan rapat akan memperkecil akan memperkecil cepat rambat dan frekuensi.

 Macam- macam Gelombang:

 Gelombang Tranversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap arah getarnya.

Contoh: gelombang yang merambat pada dawai. v = √ =   = n keterangan: F : tegangan tali  : panjang dawai s : jumlah simpul n : banyaknya gelombang : massa dawai  Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yanag arah rambatnya sejajar dengan gelombang arah getarnya.

Contoh: gelombang pada pegas.

Gelombang longitudinal terdiri atas rapatan dan regangan. Rapatan adalah daerah-daerah dimana kumparan-kumparan mendekat selama sesaat, sedangkan

regangan adalah kebalikan dari rapatan. Rapatan dan regangan berhubungan dengan puncak dan lembah pada gelombang transversal.

Kecepatan gelombang longitudinal mempunyai bentuk yang hampir sama dengan kecepatan untuk gelombang gelombangtranversal pada tali, yaitu:

v = √

Untuk gelombang longitudinal yang merambat sepanjang batang padat yang panjang:

v = √_

Untuk gelombang longitudinal yang merambat dalam zat cair atau gas. v = √_

keterangan:

E : modulus elastis B : modulus bulk

 Energi yang dibawa oleh gelombang

Untuk gelombang sinusoidal E = k  I = ⁄ =

Karena energi sebanding dengan kuadrat amplitudo gelombang, maka I 

Gelombang dengan medium isotropik berbentuk gelombnag bola sehingga energi yang dibawanya terseb ar ke area yang makin lama semakin luas,( luas bola dengan radius r adalah 4 , maka I = = _

Jika daya(P) dari sumber konstan  I 

 Gelombang Stasioner merupakan hasil interferensi dua gelombang yang mempunyai amplitudo dan frekuensi sama tetapi arah rambat berlawanan.

 Amplitudo maksimum disebut perut(p) dan titik setimbangnya disebut simpul (s). Pemantulan Ujung Bebas

= 2A sin 2 ( - ) cos 2 ( )

= 2A cos 2 ( )

Ket: = amplitudo gelombang stasioner (m)

Letak Perut dari Ujung Pemantul Letak Simpul dari Ujung Pantul x = n  n = 0,1,2,3,.... x = (2n + 1)  n = 0,1,2,3,....

GELOMBANG ELEKTROMAKNETIK

Gelombang elektromaknetik adalah rambatan dari medan magnet dan medan listrik kesegala arah saling tegak lurus secara periodik atau kontinu(teori Maxwell)

c = √

= 3 x ⁄ c = 

Sepektrum Gelombang elektromagnetik Dari frekuensi tinggi kerendah:

gamma– sinar x–ultraviolet-cahaya tampak–inframerah–microwave–televisi–radio-Radar

Bila Radar digunakan untuk mengetahui letak suatu benda di udara, maka jarak benda adalah:

s =

Pemantulan ujung tetap

o Terjadi pembalikan fase pada ujung tetap.

o Bila fase gelombang datang dengan gelombang pantul = 

= 2A cos 2  sin 2 ( ) = 2A sin 2 ( )

Letak perut dari Ujung Pemantul x = (2n + 1)  n = 0,1,2,3,.... Letak simpul dari ujung pemantul x = n  n = 0,1,2,3,...

Intensitras Gelombang Elektromagnetik

 Intensitas gelombang elektromagnetik adalah energi rata-rata per satuan luas untuk menembus suatu bidang tiap satuan waktu.

I =

Hubungan antara c =

LATIHAN SOAL GELOMBANG

1. Perahu jangkar tampak naik-turun dibawa oleh gelombang air laut. Waktu yang diperlukan untuk satu gelombang adalah 4 sekon, sedangkan jarak dari puncak gelombang ke puncak gelombnag berikutnya adalah 25 m. Jika amplitudo gelombang 0,5 m, tentukan:

a. Frekuensi gelombang air laut. b. Laju rambat gelombang air laut. c. Jarak yang ditempuh partikel air laut.

d. Laju maksimum partikel air laut di permukaan. Penyelesaian :

a. Frekuensi gelombang air laut

 = = = 0,25 Hz

b. Laju rambat gelombang air laut v = = 6,25 m/s.

c. Laju maksimum partikel air laut di permukaan y A in ⍵

y = A sin  t

d. Untuk laju maksimum, maka cos  t = 1, jadi : v = A  t = 0,5 x  =  m/s.

2. Sebuah gelombang berjalan pada seutas kawat dinyatakan oleh : y = 2,0 sin ( )

dimana x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Tentukan : a. Arah perambatan gelombang

b. Amplitudo, frekuensi, panjang gelombnag, cepat rambat gelombang. c. Percepatan maksimum sebuah partikel dalam tali.

Penyelesaian :

K ren ki lebih mengen l udu f e d l m ben uk ⍵ d n kx, maka persamaan yang kita berikan akan kita ubah dalam bentuk ini :

y = 2,0 sin ( )

y = 2,0 sin ( ) ( ) }persamaan yang diberikan y A in ⍵ k }per m n umum

a. Tanda + dalam sudut fase menyatakan bahwa gelombang merambat ke kiri. b. Dengan menyamakan persamaan umum dan persamaan yang diberikan

diperoleh

Amplitudo A = 2,0 cm ⍵  dan k = 

Frekuensi  diperoleh d ri ⍵ d n p nj ng gelomb ng diperoleh dari k. ⍵ = 2 =⍵_ =   = = =25 Hz k =  =  =   jadi, v =  = (80cm)(2,5Hz) = 200cm/s

c. Percepatan diperoleh dari turunan kedua y = = {A in ⍵  kx)} A⍵ o ⍵  kx) = = { A ⍵ o ⍵ k } A⍵ { -⍵ in ⍵  kx)} = - A ⍵ in ⍵  kx)

Percepatan maksimum partikel, = A ⍵ = (2,0 cm)( 

= 50  cm

C. GELOMBANG BUNYI

 Bunyi merupakan gelombang mekanik yang tidak dapat merambat dalam hampa udara dan berupa gelombang longitudinal.

 Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensi dan keras lemahnya bunyi tergantung pada amplitudo.

 Sumber – Sumber Bunyi

o Dawai

Nada dasar

 =

 =

Rumus frekuensi pada dawai

: : . . . = 1 : 2 : 3 : . . .

o Pipa organa terbuka Nada dasar =

 = =

Rumus frekuensi pada pipa organa terbuka =

= : : . . . : 1 : 2 : 3 : . . . . o Pipa organa tertutup

Nada dasar =

 = =

Rumus frekuensi pada pipa organa tertutup =

: . . . .= 1 : 3 : 5 : . . . .

 Resonansi

o Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena dad benda lain yang bergetar disekitarnya.

= ( 2n + 1 )

 Layangan

Layangan dalah gejala penguatan atau pelemahan bunyi secara periodik atau frekuensi dua buah gelombang bunyi yang mempunyai perbedaa frekuensi sangat kecil.

 =  = jumlah layangan tiap sekon

 Intensitas bunyi

Intensitas bunyi adalah energi persatuan waktu yang menembus bidang per satuan luas.

I = atau I = 2  _

A = luas bidang yang ditembus ( ) P = daya ( ⁄ )

I = intensitas bunyi ( ) A = amplitudo

 _{= cepat rambat bunyi (} ⁄ )

 = frekuensi gelombang ( )

 _{= massa jenis medium (} ⁄ )

Jika intensitas bunyi berupa titik, maka untuk jarak pengamat yang berbeda berlaku :

: : :

Amplitudo ddihubungkan dengan intensitas A = _ √ _

 Taraf intensitas

o Taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang.

TI = 10 log TI = taraf intensitas (dB) I = intensitas bunyi ( ⁄ ) = intensitas ambang ( ⁄ ) = ⁄ = ( ⁄ )

o Untuk n sumber bunyi yang sejenis dan dibunyikan secara bersamaan akan menghasilkan taraf intensitas sebesar

T = + 10 log n

o Bila sumber bunyi diamati oleh pengamat yang berbeda jaraknya maka besar taraf intensitas pada jarak dirumuskan dengan

=

 Efek Doppler

Keterangan:

= cepat rambat bunyi di udara ( ⁄ ) = kecepatan pendengar ( ⁄ ) = kecepatan sumber bunyi ( ⁄ ) = frekuensi sumber bunyi (Hz) = frekuensi pendengar (Hz) :

bernilai  jika P mendekati S dan bernilai  jika P menjauhi S.

berniali  jika S menajuhi P dan bernilai  jika S mendekati P.

LATIHAN SOAL GELOMBANG BUNYI

1. Pipa organa terbuka yang panjangnya 25 cm menghasilkan frekuensi nada dasar sama dengan frekuensi yang dihasilkan oleh dawai yang panjangnya 150 cm. Jika cepat rambat bunyi diudara 340m/s dan cepat rambat gelombang transversal pada dawai 510m/s, tentukanlah nada yang dihasilkan oleh dawai.

Penyelesaian :

Frekuensi nada dasar yang dihasilkan pada pipa organa dinyatakan dengan persamaan :

=

Dengan v = cepat rambat bunyi diudara = 340 m/s. l = panjang pipa organa = 25 cm = 0,25 m

= frekuensi nada dasar. = = = 680 Hz

= 150 cm = 1,5 m

nada atas ke-n yang dihasilkan oleh dawai dinyatakan denagn persamaan: =

dengan v = cepat rambat bunyi pada dawai = 510 m/s. Jadi, pipa = dawai = x 510 n+1)x170 = 680 = = 4 = 4 – 1 = 3

, nada yang dihasilkan oleh dawai adalah nada atas ketiga.

2. Sebuah mobil ambulans bergerak dengan kelajuan 30 m/s sambil membunyikan sirine yang menghasilkan frekuensi 900 Hz. Tentukan perbedaan frekuensi yang terdengar oleh seorang yang dian di pinggir dalam ketika ambulan mendekati dan menjauhinya jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 340 m/s,

Penyelesaian :

Diket : = 30 m/s = 900 Hz = 340 m/s

= 0 m/s (diam) Ketika mobil mendekati seseorang

= x 900 = 987 Hz

Ketika mobil ambulans menjauhi seseorang

= x x 900 = 827 Hz Perbedaan frekuensi = - = ( 987 – 827 ) = 160 Hz.

SUHU DAN TEORI KINETIK A. SUHU

 Suhu adalah derajat panas suatu benda.

 Alat untuk mengukur suhu adalah termometer untuk mengukur derajat.

 Hubungan Celcius, Reamur, dan Farenheit.

 Suhu mutlak satuannya kelvin (K) C = 273 K

C = ( t + 273)

1. AZAS BLACK

Kalor yang dilepas oleh benda yang bersuhu lebih tinggi sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah. Hal ini dapat dinyatakan dalam persamaan:

2. PEMUAIAN ZAT PADAT

Pemuaian zat padat ada 3, yaitu: a. Pemuaian panjang

= T

= = (1 + T ) Keteranagan

= = pertambahan panjang benda (m)

= panjang benda mula-mula ( m)

= perubahan suhu = C) = koefisien muai panjang C

= panjang benda setelah suhu dinaikkan. b. Pemuaian luas A =  T  = (1 + T) Keterangan:

= luas benda mula- mula (m) = perubahan luas (m)

= luas benda setelah suhu dinaikkan (m)  koefiusien muai luas C

V =  t

 = V =

(1 +  t)

Keterangan:

V = pertambahan volume benda ( ) = volume benda mula- mula ( )

 = koefisien muai ruang

= volume benda setelah suhu dinaikkan( ) 3. PEMUAIAN ZAT CAIR

Zat cair hanya mempunyai muai ruang saja( )

(1 +  t)

4. PEMUAIAN GAS

o Gas juga hanya mempunyai muai ruang yang besarnya sama untuk semua jenis gas, yaitu gas  =

o Pemuaian gas ada 3 macam

a. Pemuaian gas pada tekanan tetap (proses isobarik), disebut hukum Gay Lussac:

atau = C

V = volume gas ( ) T = suhu mutlak (K)

b. Pemuaian gas pada volume tetap(proses isokhorik) tekanan gas ( ⁄ atau Pa)

c. Pemuaian gas pada suhu tetap( proses isothermis) atau P V = C

5. HUKUM BOYLE- GAY LUSSAC

Hasil kali antara tekanan dan volume gas dibagi suhunya adalah konstan.

=

atau

= C B. TEORI KINETIK GAS IDEAL

PV = n RT n =

=

PV = NKT

Mr = massa atom relatif ( ⁄ ) N = banyaknya partikel.

= 6,02 x _{= bilanagn Avogadro}

= tekanan gas ( ⁄ Pa ) = volume gas ( )

= suhu mutlak (K)

=tetapan gas umum (8,3 x _{⁄ )}

= tetapan Boltzmann (1,38 x _{⁄ )}

TEKANAN GAS IDEAL PADA RUANG TERTUTUP P = atau P =

P = tekanan gas (Pa)

= rata – rata kuadrat kecepatan ( ⁄ ) = volume gas ( )

= banyaknya partikel

= energi kinetik rata – rata per molekul (joule) ENERGI KINETIK GAS

oEnergi Kinetik Rata – Rata = kT

= energi kinetik rata – rata (J)

= tetapan Boltzmann ( 1,38 x _{⁄ )}

suhu mutlak (K)

o Energi Kinetik Total Gas Ideal = Nrt = NkT

Hubungan

= atau =

o Kecepatan Efektif gas Ideal

= √

= √ = √

= √ _

= kecepatan efektif molekul gas ( ⁄ )

r = massa atom relatif ( ⁄ )

 _{= massa jenis gas (} ⁄ ) P = tekanan gas (Pa)

o Energi dalam Gas Ideal

Energi dalam gas ideal merupakan hasil kali jumlah molekul gas dengan energi kinetik rata-rata (U = N )

U = NkT atau U = nRT Untuk gas diatomik

Untuk suhu rendah U = NkT

Pada suhu sedang U = NkT

Pada suhu tinggi U = NkT

o Kapasitas Kalor (C)

 Kapasitas kalor gas adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu gas sebesar C

C =  Q = C T

 Kapasitas kalor ada dua, yaitu:

a. Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap ( ) =  = T

. Kapasitas kalor gas pada volume tetap ( ) =  = T

 Hubungan dengan - = nR atau  =

 Untuk gas monoatomik (He, Ne, Ar) =

=

 Untuk gas diatomik ( )

Pada suhu rendah ( 250 K) =

=

Pada suhu sedang =

=

Pada suhu tinggi =

=

KALOR 1. KALOR

 Kalor adalah suatu bentuk energi.

 Satuan kalor adalah joule dan klaori. Hubungan antara joule dan kalori: 1 kalori = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kal

 Pengruh kalor terhadap suatu benda :

a. Dapat merubah suhu benda, yang dinyatakan dengan persamaan:

b. Dapat merubah wujud benda

o Pada saat terjadi perubahan wujud zat, suhu benda selalu tetap. Besar kalor yang diperlukan yaitu

 ⁄

Melepaskan kalor : mengembun, membeku, menghamblur(gas  padat ) Menyerap kalor : menguap, melebur, menyublim (padat  gas )

2. PERPINDAHAN KALOR

Bila dua buah benda yang berbeda suhunya saling bersinggungan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

PERPINDAHAN KALOR SECARA KONDUKSI

o Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor dimana zat perantaranya tidak ikut berpindah.

H =

A = luas permukaan benda ( )

 = panjang benda (m)

T = = perubahan suhu( ) C) k = koefisien konduksi ( ⁄ )

H = kalor yang mengalir pada penghantar tiap satuan waktu( ⁄ )

o Bila dua buah batang yang berbeda jenisnya disambung, maka yang sama adalah aliran kalor tiap waktu.

₌

PERPINDAHAN KALOR SECARA KONVEKSI

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor dimana dimana zat perantaranya ikut berpindah akibat adanya perbedaan rapat massa.

H = h A T

h = koefisien konveksi thermal ( ⁄ )

T = perbedaan suhu C)

H = kalor yang mengalir tiap satuan waktu ( ⁄ )

PERPINDAHAN KALOR SECARA RADIASI

Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor secara pancaran, dalam bentuk gelombang elektromagnetik, seperti energi yang dipancarkan oleh matahari.

W = 

= emisivitas ( 0 < < 1). Benda hitam sempurna = 1

 = tetapan Stefan – Boltzmann ( 5,6 x

⁄ ) suhu mutlak (K )

= intensitas radiasi ( ⁄ ) 3. TERMODINAMIKA

LATIHAN SOAL BAB TERMODINAMIKA

1. Sebuah mesin carnot menyerap kalor 50 kkal dari reservoir yang bersuhu 910 K dan melakukan usaha 3 x J. Hitunglah suhu reservoir rendah, kalor yang dilepas dan efesiansi mesin carnot.

Penyelesaian: = 50 kkal = 5 x kal. = 5 x x 4,2 J = 21 x J W = 3 x J = 910 K ) suhu adalah : W = ( 1 - ) x = (21 x ) (1 - ) = 1 -  = 780 K

b) kalor yang dilepas ( ). W = - = - W = (21 x - 3 x ) J = 18 x J

c)  = (1 - ) 100% = ( 1 - ) 100% = 14,3%.

2. Gas ideal monoatomik tekanan Pa, volumenya 3 , dan suhunya 300 K. mula – mula gas mengalami proses isokhorik hingga tekanannya menjadi 1,5 x Pa, kemudian gas mengalami proses isobarik hingga volumenya menjadi 4,5 , dan

= nR.

a. Lukis proses ini dalam grafik P – V ( tekanan – volume ) b. Hitung suhu pada tiap – tiap akhir proses.

c. Hitung usaha total yang dilakukan gas. d. Hitung kalor total yang diserap oleh gas.

Penyelesaian : Diketahui :

LATIHAN SOAL BAB KALOR

1. Sebuah benda bermassa 0,5 kg bersuhu C dimasukkan kedalam air yang massanya sama dan suhunya C. Jika suhu akhir adalah C dan kalor jenis air 4.200 J/ C, hitunglah kalor jenis benda itu!

Jawab:

= 0,5 kg

= C - C = C = 4.200 J/ C

= C - C = C

Benda melepas kalor sedangkan air menerima kalor. Menurut Asas Black,

) =