LIRIK LAGU : Rangkuman Teori Dan Kumpulan Rumus Suhu Dan Kalor

- Kumpulan Rumus Suhu dan Kalor. Suhu dan kalor merupakan dua besaran yang saling berhubungan. Keduanya sama-sama membahas perihal panas zat namun berbeda pengertian atau pun konsepnya. Secara umum, panas suatu zat sanggup dikaji dengan tiga konsep, yaitu suhu, kalor, dan eenrgi dalam. Suhu mempresentasikan energi kinetik satu molekul zat, energi dalam menyatakan ukuran energi seluruh molekul dalam zat, dan kalor menyatakan perpindahan sebagian energi dalam dari suatu zat ke zat lain. Pada rangkuman ini pembahasannya hanya berupa garis besar perihal suhu dan kalor. Untuk pembahasan lebih lengkap aan dibahas pada masing-masing subtopik.

A. Suhu dan Termometer

Suhu ialah besaran pokok yang menyatakan derajat panas atau hirau taacuh suatu benda. Suhu sanggup dinyatakan dengan banyak sekali skala sesuai dengan termometer yang digunakan, namun satuan  Internasional untuk suhu ialah Kelvin. Suhu suatu zat menggambarkan energi yang terkandung dalam zat tersebut. Semakin tinggi suhu zat, maka makin besar pula energi yang terkandung dalam zat tersebut.

#1 Jenis-jenis Termometer
Suhu zat atau benda sanggup diukur dengan memakai termometer. Termometer yang umum dipakai terbuat dari beling ransparan dan diisi dengan zat cair. Beberapa jenis termometer yang umum dipakai antaralain termometer cairan, termometer raksa, termmeter alkohol, termometer klinis, termometer gas, termometer hambatan, termokopel, dan pirometer.

#2 Konversi Skala Termometer
Karena berbeda jenis termometer berbeda pula skalanya, maka kadangkala kita harus mengkonversi skala untuk menytakan suhu menurut satuan tertentu. Secara umum, kita sanggup memilih konversi skala dari satu termometer ke termoter lain dengan cara melihat titik tetap bawah (titik beku) dan titik tetap atas (titik didih) dari masing-masing termometer.

X − Xo = Y −Yo Xt− Xo Yt − Yo

Keterangan :
X = suhu yang ditunjukan termometer X
Y = suhu yang ditunjukan termometer Y
X_o = titik tetap bawah termometer X
X_t = titik tetap atas termometer X
Y_o = titik tetap bawah termometer Y
Y_t = titik tetap atas termometer Y.

B. Pemuaian Zat

Pemuaian ialah insiden memuainya zat ketika dipanaskan. Ketika suatu zat dipanaskan, partikel-partikel zat akan bergetar lebih cepat dan saling menjauh sehingga ukurannya bertambah dan benda pun memuai. Sebaliknya, ketika zat didinginkan, maka benda akan menyusut lantaran getaran partikel zat lebih lemah dan saling mendekat. Secara garis besar, pemuaian zat dibedakan menjadi pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

#1 Pemuaian Panjang
Pada pemuaian panjang, terjadi pertambahan panjang akhir kenaikan suhu. Besar pertambahan panjang yang dialami oleh zat pada akhir pemuaian sanggup dihitung dengan rumus berikut :

ΔL = α . Lo ΔT = L - Lo

Panjang benda atau zat padat sehabis memuai dihitung dengan rumus :

L = Lo (1 + α.ΔT)

Keterangan :
ΔL = pertambahan panjang benda akhir pemuaian (m)
α = koefisien muai panjang (^oC^-1 atau K^-1)
L_o = panjang benda mula-mula (m)
ΔT = T-T_o = kenaikan suhu (^oC atau K)
L = panjang benda sehabis mengalami pemuaian (m).

#2 Pemuaian Luas 
Pada pemuaian luas, terjadi perubahan luas benda atau zat padat akhir kenaikan suhu. Pada pemuaian luas berlaku rumus sebagai berikut :

ΔA = β Ao ΔT = A - Ao

A = Ao (1 + β . ΔT)

β = 2α

Keterangan :
ΔA = pertambahan luas benda akhir pemuaian (m²)
β = koefisien muai luas (^oC^-1 atau K^-1)
A_o = luas benda mula-mula (m²)
ΔT = T - T_o = kenaikan suhu (^oC¹ atau K¹)
A = luas benda sehabis pemuaian (m²).

#3. Pemuaian Volume
Pada pemuaian volume, terjadi perubahan atau peningkatan volume benda akhir kenaikan suhu. Pada pemuaian volume,  berlaku rumus berikut :

ΔV = γ Vo ΔT = V - Vo

V = Vo (1 + γ . ΔT)

γ = 3α

Keterangan :
ΔV = petambahan volume benda akhir pemuaian (m³)
γ = koefisien muai volume (^oC^-1 atau K^-1)
V_o = volume benda mula-mula (m³)
ΔT = T-T_o = kenaikan suhu (^oC¹ atau K¹)
V = volume benda sehabis pemuaian (m³).

C. Kalor dan Kalor Jenis

Kalor ialah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Dengan kata lain, kalor merupakan perpindahan sebagian energi dalam dari suatu zat ke zat yang lain yang saling bersentuhan lantaran adanya perbedaan suhu.

#1 Kalor Jenis 
Kalor jenis ialah kalor yang diharapkan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1^oC. Kalor jenis merupakan sifat khas atau karakteristik suatu zat yang membedakannya dengan zat lain. Hal ini berkaitan dengan kemampuannya dalam meyerap kalor.

Q = m.c.ΔT

Keterangan :
c = kalor jenis suatu zat (J/kgK)
Q = besaran kalor (Joule atau Kalori)
m = massa zat atau massa benda (kg)
ΔT = perubahan suhu (K).

#2 Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor ialah besaran yang menyatakan banyaknya kalor yang diharapkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1^oC.

Q = C . ΔT

Keterangan :
C = kapasitas kalor (J/K)
Q = besaran kalor (Joule atau Kalori)
ΔT = perubahan suhu (K).

#3 Kalor Laten
Kalor laten ialah besaran yang menyatakan banyaknya kalor yang diharapkan oleh 1 gram zat untuk mengubah wujudnya pada suhu tetap. Kalor laten sanggup dibedakan menjadi kalor laten peleburan dan kalor laten penguapan.

Q = m . L

Keterangan :
Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepas (J)
m = massa zat (kg)
L = kalor laten suatu zat (J/kg).

D. Perubahan Wujud Zat

Secara garis besar, wujud zat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu gas, cair, dan padat. Ketiga wujud zat tersebut mempunyai karakteristik masing-masing yang membedakannya baik secara makroskopik maupun secara mikroskopik. Suatu zat sanggup berubah wujud dari satu wujud ke wujud lainnya. Berikut beberapa perubahan wujud zat.

#1 Melebur atau Meleleh
Ketika zat padat dipanaskan atau dinaikkan suhunya sampai mencapai suhu lelehnya, maka zat padat tersebut akan melebur atau meleleh. Perubahan wujud zat dari padat ke cair ini disebut peleburan. Suhu dimana proses peleburan terjadi disebut sebagai titik lebur.

#2 Membeku
Pembekuan ialah proses balikan dari melebur, yaitu perubahan wujud zat dari cair menjadi padat. Zat sanggup membeku jikalau suhunya berada di titik beku zat tersebut. Pembekuan sanggup dilakukan dengan menurunkan suhu zat tersebut menuju titik bekunya.

#3 Menguap
Penguapan ialah perubahan wujud zat dari cair menjadi gas, contohnya air menjadi uap air ketika dipanaskan sampai mendidih. Suhu ketika proses penguapan terjadi disebut titik didih. Penguapan merupakan insiden yang sangat umum terjadi di alam. Proses ini juga berlangsung dalam siklus hidrologi.

#3 Mengembun
Mengembun ialah perubahan wujud zat dari gas menjadi cair. Peristiwa terbentuknya embun terjadi lantaran kondensasi atau pendinginan. Peristiwa penggembunan sanggup dimanfaatkan untuk memperoleh air murni dari air yang mengandung zat terlarut melalui proses distilasi.

#4 Menyumblim
Menyumblim ialah perubahan wujud zat dari padat eksklusif menjadi gas. Kebalikan dari menyublim ialah deposisi, yaitu perubahan wujud zat dari gas eksklusif menjadi padat. Sebagai contoh, kita sanggup mencium anyir kapur barus lantaran terjadi penguapan kapur barus.

E. Perpindahan Kalor

Energi kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perpindahan kalor merupakan insiden yang umum terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Berdasarkan medium dan cara berpindahnya, perpindahan kalor sanggup dibedakan menjadi tiga cara, yaitu secara konveksi, konduksi, dan radiasi.

#1 Konveksi (aliran)
Konveksi ialah perpindahan kalor yang disebabkan oleh perbedaan massa jenis dan umumnya terjadi pada fluida (zat cair atau gas). Konveksi terjadi akhir gerakan massa molekul dari satu fluida ke kepingan lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri. Konveksi sanggup dibedakan menjadi konveksi alamiah dan konveksi paksa.

Q/t = h.A.ΔT

Keterangan :
Q/t = laju kalor secara konveksi (J/s atau W)
h = koefisien konveksi (J/s m²K)
A = luas permukaan benda yang kontak dengan fluida (m²)
ΔT = beda suhu antara benda dan fluida (C⁰ atau K).

#2 Konduksi (hantaran)
Konduksi ialah perpindahan kalor melalui zat mediator tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konduksi umumnya terjadi pada zat padat lantaran zat padat tergolong konduktor panas yang baik. Laju perpindahan kalor secara konduksi sanggup dihitung dengan rumus berikut ini.

H = Q/t = k  A. ΔT L

Keterangan :
H = laju hantaran kalor secara konduksi (J/s)
Q = banyak kalor yang dihantarkan (J)
t = usang waktu perpindahan kalor (s)
k = konduktivitas (koefiensi konduksi) termal zat (W/m K)
A = luas penampang lintang (m²)
ΔT = perbedaan suhu antara ujung-ujung zat padat (K)
L = panjang (tebal) zat padat (m).

#3 Radiasi (pancaran)
Radiasi merupakan proses perpindahan kalor lantaran adanya pancaran. Perpindahan kalor secara radiasi terjadi tanpa zat mediator sehingga radiasi sanggup terjadi di ruang hampa udara atau vakum. Laju perpindahan panas secara radiasi sanggup dihitung dengan rumus berikut ini.

P = Q/t = e σ A T4

Keterangan :
P = daya (laju) radiasi energi (J/s atau W)
e = emisivitas permukaan
σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67x10^-8W/m²K⁴)
A = luas permukaan benda (m²)
T = suhu mutlak benda (K).

Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori fisika perihal suhu dan kalor yang sanggup edutafsi bagikan, biar sanggup mendukung pembelajaran siswa. Jika rumus dan rangkuman ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.