Sabtu, 25 Oktober 2008

KALOR

KALOR

I. RINGKASAN MATERI
1. Pengertian
Kalor adalah suatu bentuk energi. Kalor mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Benda yang diberi kalor, kemungkinan akan berubah suhunya atau berubah wujudnya.
Satuan kalor adalah kalori
Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 gram air untuk menaikkan suhunya 1oC.
Satuan kalor dalam sistem internasional (SI) adalah Joule (J)
Berdasar percobaannya, James Prescot Joule (1818 – 1989) mendapatkan hubungan kesetaraan antara kalori dengan joule, yakni :
1 Joule = 0,24 kalori atau 1 kalori = 4,2 Joule

2. Pengaruh kalor terhadap perubahan suhu benda
- Banyaknya kalor yang digunakan untuk mengubah suatu benda bergantung kepada : massa benda, kalor jenis benda dan perubahan suhu benda tersebut.
- Hubungan antara kalor, massa benda, jenis benda dan perubahan suhu dapat dirumuskan sebagai berikut :
Q = m . c . Dt

Q : kalor yang diperlukan / dilepaskan (Joule)
m : massa benda (kg)
c : kalor jenis zat (j / kgoC)
Dt : perubahan suhu (oC)
3. Kalor dapat mengubah wujud zat
- Kalor dapat menyebabkan perubahan wujud zat
- Selama berlangsung perubahan wujud, tidak terjadi perubahan suhu (suhu tetap)
- Tiga tingkat wujud zat, yaitu : padat, cair dan gas
- Pada perubahan wujud zat, ada yang memerlukan kalor dan ada yang melepaskan kalor
- Melebur (padat ke cair) : memerlukan kalor
- Menguap (cair ke gas) : memerlukan kalor
- Menyublim (padat ke gas) : memerlukan kalor
- Membeku (cair ke padat) : melepaskan kalor
- Mengembun (gas ke padat) : melepaskan kalor
- Menyublim (gas ke padat) : melepaskan kalor
- Titik lebur : suhu zat ketika melebur
- Titik beku : suhu zat ketika membeku
- Titik didih : suhu zat ketika mendidih
- Titik embun : suhu zat ketika mengembun
- Titik lebur = titik beku
- Titih didih = titik embun
- Pada menguap zat memerlukan kalor
Misalnya : penguapan air supaya lebih cepat perlu ada pemanasan
- Kalor yang dilepaskan pada saat mengembun sama dengan kalor yang diperlukan saat menguap
- Cara mempercepat penguapan dapat dilakukan :
a. Pemanasan
b. Meniupkan udara di atas permukaannya
c. Memperluas permukaan
d. Mengurangi tekanan di atas permukaan zat
4. Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan Wujud Zat
- Suhu air mendidih tetap walaupun diberi kalor. Untuk mendidih air memerlukan kalor.
- Suhu zat cair pada waktu mendidih disebut titik didih
- Titik didih normal terjadi bila tekanan udara 76cm Hg
- Titik didih suatu zat dapat berubah lebih tinggi atau lebih rendah
- Titik didih zat bergantung pada besar tekanan udara di permukaan zat itu.
- Banyaknya kalor yang diperlukan selama mendidih bergantung kepada massa zat dan kalor uapnya.
- Kalor uap adalah banyaknya kalor yang diserap oleh 1 kg zat zat untuk menguap pada titik didihnya.
- Hubungan antara jumlah kalor, massa zat dan kalor uap zat ditulis sebagai berikut :
Q = m . U Q : Kalor yang diperlukan / dilepaskan (joule)
M : massa zat (kg)
U : kalor uap (joule / kg)
- Kalor embun adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk mengembun.
Kalor uap = kalor embun
- Titik beku = titik lebur
Setiap zat melebur dan membeku pada suhu yang sama
- Kalor yang diperlukan zat untuk melebur, sebanding dengan massa zat dan kalor lebur zat itu.
- Kalor lebur adalah banyaknya kalor yang diserap setiap 1 kg zat itu untuk melebur pada titik leburnya.
- Kalor beku adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh setiap 1 kg zat itu untuk membeku pada titik bekunya.
- Hubungan antara jumlah kalor, massa zat dan kalor lebur atau kalor beku dituliskan sebagai berikut :
Q = m . L Q : Kalor yang diperlukan / dilepaskan (joule)
M : massa zat (kg)
U : kalor uap (joule / kg)
- Merancang dan membuat alat sederhana dengan prinsip kalor dapat mengubah wujud zat. Sebagai contoh alat penyulingan air

5. Azas Black
Jika dua benda yang suhunya berbeda disatukan, maka benda yang panas akan memberikan sebagian kalornya kepada benda yang dingin sehingga dicapai suhu yang sama. Jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda yang bersuhu tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu rendah. Hal ini kesimpulan dari percobaan yang dilakukan oleh Joseph Black (1728 – 1799) dan dikenal Azas Black : Q lepas = Q serap


PERPINDAHAN KALOR
Standar Kompetensi : 3. Memahami wujud zat dan perubahannya
I. RINGKASAN MATERI :
Kalor merupakan salah satu bentuk energi dan dapat berpindah jika terdapat perbedaan suhu, kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi menuju benda yang suhunya rendah. Ditinjau cara perpindahannya ada tiga, yaitu :
1. Cara Konduksi / hantaran
2. Cara Konveksi / aliran
3. Cara Radiasi / pancaran
1. Perpindahan kalor secara Konduksi
Perpindahan kalor secara konduksi dijumpai pada zat padat, dimana partikel-partikel zat tidak ikut berpindah. Perpindahan kalor secara konduksi dilakukan secara merambat dari partikel satu ke partikel lainnya di dalam zat padat itu.
Jika bagian yang satu dipanaskan dan bagian yang lain dipegang akan terasa panas. Contoh : logam Besi, Tembaga, Kuningan, Seng, dan sebagainya. Konduktor adalah zat yang mudah menghantarkan panas, sedang isolator adalah zat yang sulit menghantarkan panas.



Konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat, tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat.

2. Perpindahan Kalor secara Konveksi / aliran
Perpindahan kalor secara konveksi atau aliran, dijumpai pada zat cair dan gas. Dimana ketika terjadi perpindahan panas, partikel-partikel dalam zat juga mengalami perpindahan. Untuk menyelidiki perpindahan kalor secara aliran digunakan alat konveksi zat cair dan alat konveksi udara. Perpindahan kalor secara konveksi ini terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut.




Konveksi adalah perpindahan kalor/panas melalui zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat.

Terjadinya angin darat dan angin laut.
a. Terjadinya Angin darat Angin darat terjadi pada malam hari dan bertiup dari darat ke laut. Malam hari udara di atas laut lebih panas dari pada di darat, udara diatas laut naik keatas diganti udara dari darat.
b. Terjadinya Angin Laut Angin laut terjadi pada siang hari dan bertiup dari laut ke darat. Siang hari daratan lebih panas dari pada laut sehingga udara di atas daratan naik keatas diganti udara dari laut.





Angin Darat Angin Laut
3. Perpindahan Kalor secara Radiasi / Pancaran
Perpindahan kalor secara radiasi atau pancaran tidak memerlukan zat perantara ( medium ). Misalnya panas matahari sampai ke bumi, berada di dekat api unggun dan di depan tungku. Permukaan hitam dan kusam adalah penyerap dan pemancar panas yang baik, sedangkan permukaan putih dan mengkilap adalah penyerap dan pemancar kalor yang buruk. Pada siang hari ketika udara panas, terasa lebih sejuk jika berpakaian putih dari pada berpakaian warna gelap atau hitam akan terasa panas, karena warna hitam / gelap lebih banyak menyerap panas.
Untuk menyelidiki pancaran panas permukaan benda digunakan alat Termoskop Diferensial, yang terdiri atas dua bola kaca berisi udara yang di hubungkan dengan pipa U berisi alcohol berwarna.







Benda hitam memancarkan panas lebih banyak dari pada benda putih
Benda hitam menyerap panas lebih banyak dari pada benda putih




Perpindahan kalor ini dapat dihambat untuk keperluan-keperluan tertentu, misalnya : agar air minum tetap panas maka dibuatlah termos, pegangan setrika dan panci agar tidak panas dibuat dari kayu sebagai penyekat panas ( isolator )
Sumbat gabus
Ruang hampa udara
dinding
Gelas berlapis perak





II. KEGIATAN SISWA
Faktor – faktor yang mempengaruhi kalor yang diserap oleh suatu benda.
A. Motivasi
Bila suatu benda mengalami perubahan suhu maka benda tersebut kemungkinan menerima atau melepas kalor. Berdasarkan pengalaman dalam kehidupan sehari-hari, terdapat beberapa benda yang cepat mengalami kenaikan suhu (cepat menjadi panas) dan ada pula beberapa benda yang memerlukan waktu lama untuk menjadi panas. Faktor-faktor apakah yang mempengaruhi banyaknya kalor untuk merubah suhu suatu benda? Lakukanlah kegiatan berikut untuk menjawab pertanyaan itu !

B. Alat dan Bahan
- Gelas pirex 2 buah - Termometer - Air
- Pemanas spirtus - Neraca O Hauss - Minyak goreng
- Stopwatch - Statif - Kaki tiga dan kasa asbes






C. Langkah Kerja

1. Rangkailah alat seperti gambar
2. Masukkan air sebanyak 200 gram ke dalam tiap gelas kimia dan catat suhu awalnya, lalu panaskan bersamaan
3. Catat suhu air setelah 5 menit
4. Catat suhu air setelah 10 menit
5. Dengan mengganti gelas kimia, isilah gelas kimia A dengan 50 gram air dan gelas kimia B dengan 200 gram air
6. Catat suhu awalnya
7. Panaskan secara bersamaan, catatlah suhunya setelah 10 menit
8. Ulangi langkah no 5,6,7 dengan mengganti gelas kimi A dengan 50 gram air dan gelas kimia B 50 gram minyak goreng

D. Hasil Pengamatan
1. a. Perubahan suhu air yang dipanasi selama 5 menit adalah …. oC
b. Perubahan suhu air yang dipanasi selama 10 menit adalah …. oC
2. Lama pemanasan 10, menit
a. Air 500 gram, suhunya …… oC
b. Air 200 gram, suhunya …… oC
3. Suhu akhir setelah dipanasi selama 10 menit
a. Air adalah …… oC
b. Minyak goreng …… oC



E. Diskusi
1. Apakah yang terjadi terhadap perubahan suhu suatu benda jika dipanasi dalam jangka waktu yang lebih lama ?
Jawab : ………………………………………………………………….
2. Samakah banyaknya kalor yang diterima oleh suatu benda jika lama pemanasan benda tersebut berbeda ?
Jawab : ………………………………………………………………….
3. Bandingkan banyaknya kalor yang diterima oleh benda yang mengalami perubahan suhu sedikit dan perubahan suhu yang besar ?
Jawab : ………………………………………………………………….
4. Bandingkan banyaknya kalor yang diterima oleh benda yang massanya berbeda tatapi mengalami perubahan suhu yang sama!
Jawab : ………………………………………………………………….
5. Bandingkan banyaknya kalor yang diterima oleh 2 benda yang berbeda tetapi massa dan perubahan suhunya sama !
Jawab : ………………………………………………………………….

F. Simpulan
1. Banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu benda untuk merubah suhu benda tersebut dipengaruhi oleh ………., ………. dan ……….
2. Banyaknya kalor untuk mengubah suhu benda dapat dituliskan dengan persamaan …….

G. Pertanyaan
1. Jelaskan hubungan antara banyaknya kalor dan massa benda, bila jenis zatnya sama dan mengalami perubahan suhu yang sama !
Jawab : ………………………………………………………………….
2. Jelaskan hubungan antara banyaknya kalor dengan perubahan suhu pada dua zat yang jenis dan massanya sama!
Jawab : ………………………………………………………………….
3. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi banyaknya kalor untuk menaikkan suhu suatu benda !
Jawab : ………………………………………………………………….
4. Hitunglah banyaknya kalor yang diperlukan oleh air 200 gram untuk menaikkan suhunya dari 30oC menjadi 80oC! Kalor jenis air 4200J/kgoC
Jawab : ………………………………………………………………….

Perpindahan kalor pada zat padat

A. MOTIVASI
Pernahkah kamu melihat cara kerja tukang patri atau montir elektronika ketika melelehkan timah patri atau tinol, bagaimana mereka memindahkan panas solder ke timah patri ?

B. ALAT DAN BAHAN
- kaki tiga
- pembakar spiritus
- tiga jenis batang logam panjang 40 cm
- lilin

C. LANGKAH KERJA







gambar 1 gambar 2
Kegiatan 1.
a. Ambil sepotong logam, genggam dengan tanganmu, apa yang kamu rasakan ?
b. Dekatkan salah satu ujung logam ke nyala api spiritus. Apakah yang kamu rasakan ?
( gambar 1 )
c. Susunlah alat seperti pada gambar 2
d. Tempatkan butiran lilin pada ketiga pangkal batang logam
e. Nyalakan lampu spiritus dan aturlah agar semua logam terkena nyala api.
Amati keadaan butiran lilin dengan cermat, bagaimana butiran lilin tersebut, mengapa demikian ?
f. Lilin pada logam manakah yang paling cepat melebur dan pada logam manakah yang paling
lambat ?

D. HASIL PENGAMATAN
1. Logam sebelum didekatkan nyala api terasa ………………………………………………………..
2. Logam setelah didekatkan nyala api beberapa saat terasa …………………………………………..
3. Butiran-butiran lilin pada ujung logam akan ……………… disebabkan …………………………
4. Lilin yang paling cepat melebur pada logam ………………………………………
Lilin yang paling akhir melebur pada logam ……………………………………….

E. DISKUSI
a. Mengapa ketika ujung logam yang satu diletakkan diatas nyala api, ujung yang lainnya terasa panas ?
………………. dapat merambat dari ujung logam yang satu ke ujung logam yang lain
b. Bergantung dari apakah daya hantar panas pada logam ?
Daya hantar kalor dipengaruhi oleh …………………………..
c. Apakah yang dimaksud dengan konduktor dan isolator ?
Konduktor kalor adalah : ……………………………………………………………………………
Isolator / penyekat kalor adalah : ……………………………………………………………………
d. Mengapa Udara termasuk penghantar panas yang buruk ?
Jawab : …………………………………………………………………………………………….

F. SIMPULAN
1. Kalor / panas akan berpindah dari benda bersuhu ………… menuju benda bersuhu …………….
2. Kalor dapat berpindah dengan perantara zat padat, dimana partikel-partikel zat tidak ikut berpindah disebut perpindahan kalor cara ……………………………
3. Daya hantar kalor masing-masing zat berbeda-beda, ada zat yang mudah menghantarkan kalor disebut …………….. dan ada zat yang sukar menghantarkan kalor disebut ………………….



G. PERTANYAAN
1. Benda A dan B, masing-masing memiliki suhu 150 C dan 250 C. Jika kedua benda dihubungkan dengan sebuah penghantar, akan terjadi perpindahan kalor dari benda …. ke benda …..
2. Dengan cara apakah perpindahan kalor pada zat padat ?
3. Termasuk konduktor atau isolator benda-benda dibawah ini :
a. Gabus, b. Aluminium, c. kayu, d. besi e. plastic, f. kaca, g. kain wol h. kertas


Paraf Guru
Nilai




FORMAT PENILAIAN KEGIATAN SISWA
Petunjuk :
1. Lembar / instrumen ini digunakan selama siswa melakukan percobaan
2. Rentang skor 1 s.d 4 (1 = kurang, 2 = cukup, 3 = baik, 4 = sangat baik)
No
Aspek yang dinilai
Skor
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
7

Persiapan alat dan bahan
Cara merangkai alat
Pelaksanaan percobaan
Pencatatn hasil pengamatan.
Diskusi kelompok
Pengembalian alat
Kebersihan tempat





Jumlah












UJI KOMPETENSI
A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda silang (x) pada abjadnya!

1. Besi yang suhunya 150oC dimasukkan ke dalam air yang suhunya 30oC. Pernyataan yang benar adalah …
a. kalor mengalir dari air ke besi
b. kalor mengalir dari besi ke air
c. suhu campuran 180oC
d. suhu besi selalu lebih tinggi dari suhu air
2. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan massa zat sebesar 1oC disebut ….
a. kalori c. kalor uap
b. kalori lebur d. kalor jenis
3. Data kalor jensi 4 macam zat : air : 4200 J/kgoC, raksa = 140 J/kgoC, kaca = 670 J/kgoC dan besi 460 J/kgoC. Bila keempat zat tersebut diberi kalor yang sama, maka zat yang mengalami kenaikan suhu terbesar adalah ….
a. air c. kaca
b. raksa d. besi
4. Ketika merebus air dalam cerek, ternyata cerek alumunium lebih panas daripada air, meskipun keduanya dipanasi bersamaan dengan nyala api yang sama. Peristiwa tersebut merupakan bukti bahwa penambahan energi kalor …
a. sebanding dengan massa zat c. bergantung pada alat pemanas
b. sebanding dengan kenaikan suhu d. bergantung pada jenis zat
5. Untuk menaikkan suhu yang sama pada jenis zat yang sama pula, maka zat dengan massa lebih besar akan memerlukan kalor …
a. lebih banyak c. sama
b. lebih kecil d. tidak tentu
6. Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 200 gram air dari 30oC hingga mendidih pada tekanan 1 atm dan kalor jenis air 1 kal/goC sebesar …
a. 6000 kal c. 20000 kal
b. 14000 kal d. 60000 kal
7. Perubahan wujud zat yang memerlukan kalor adalah ….
a. menguap dan membeku c. mengembun dan membeku
b. menguap dan melebur d. mengembun dan melebur
8. Minyak kelapa pada musim dingin dapat membeku sebab minyak kelapa ….
a. kekurangan kalor, sampai pada titik beku
b. melepaskan kalor, sehingga suhu turun menjadi beku
c. tidak memperoleh kalor, sehingga membeku
d. kurang dalam menghasilkan kalor
9. Spirtus yang diteteskan pada tangan maka tangan terasa dingin. Peristiwa ini membuktikan …
a. suhu spirtus lebih dingin dari suhu ruangan
b. spirtus adalah zat cair yang dapat menurunkan suhu
c. spirtus dapat menguap dan mengambil kalor dari tangan
d. suhu spirtus yang dingin diserap oleh tangan
10. Kalor sebanyak 21.000 joule diberikan pada 5 kg air yang memiliki kalor jenis 4200 J/kg ºC, maka akan menaikkan suhu sebesar ….
a. 1 ºC b. 5 ºC c. 10 ºC d. 50 ºC
11. Pernyataan :
(1) Mengurangi tekanan udara di atas zatnya
(2) Menaikkan tekanan udara di atas zatnya
(3) Memperluas permukaan zatnya
(4) Menambahkan zat lain ke dalam zatnya
Cara mempercepat penguapan yang benar ditunjukkan nomor …
1 dan 3 c. 2 dan 3
1 dan 4 d. 2 dan 4
12. Kalor yang diperlukan untuk melebur 10 gram alumunium pada titik leburnya, bila kalor lebur alumunium 400.000 J/kg adalah ….
a. 400 J c. 40000 J
b. 4000 J d. 4000000 J
13. Grafik pemanasan es dari -10oC hingga menjadi uap air bersuhu 100oC yang benar ditunjukkan pada gambar ….
a. c.




b. d.




14. Pada percobaan memanaskan air, terjadi perubahan suhu daru 27oC sampai 100ºC, pada saat ini suhu tidak berubah lagi walaupun pemanasan diteruskan. Hal ini terjadi karena kalor yang diberikan ….
a. diserap wadah air c. untuk perubahan wujud
b. diserap udara luar d. untuk mendidihkan air
15. Sepotong es dimasukkan ke dalam air sirup, sehingga air sirup melepaskan kalor sebanyak 100 J. pernyataan yang benar adalah ….
a. es melepas kalor sebesar 100J c. air menerima kalor sebesar 100J
b. es menerima kalor sebesar 100J d. air menerima kalor sebesar 200J
16. Berikut ini cara – cara perindahan kalor kecuali ….
a. radiasi c. konveksi
b. konversi d. konduksi
17. Perhatikan gambar!




Arah konveksi udara pada lampu minyak yang benar ditunjukkan gambar ….
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4
18. Contoh peristiwa radiasi adalah ….
a. menjemur pakaian c. mengelas besi
b. menyeterika pakaian d. merebus air
19. Pernyataan : 1. Permukaan hitam baik memancarkan kalor.
2. Permukaan putih baik memancarkan kalor.
3. Permukaan putih kurang baik memancarkan kalor.
4. Permukaan hitam kurang baik memancarkan kalor.
Pernyataan yang benar adalah nomor ….
a. 1 dan 2 c. 2 dan 3
b. 1 dan 3 d. 2 dan 4
20. Angin darat dan angin laut termasuk gejala ….
a. konduksi c. konversi
b. radiasi d. konveksi




B. Jodohkan kolom kanan dengan kolom kiri sehingga mendapat kesesuaian !

1. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat disebut kalor ….
2. …. didefinisikan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air tiap 1oC.
3. Suhu pada saat air berubah menjadi es disebut ….
4. Penguapan yang terjadi di seluruh bagian zat disebut ….
5. Azaz Black menyatakan bahwa kalor yang diserap sama dengan ….
6. Pada saat terjadi perubahan wujud, suhu zat ….
7. Perpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel –partikel zat disebut ….
8. Isolator adalah ….
9. Perabot rumah tangga yang mendinginkan dengan cara penguapan terjadi pada ….
10. Permukaan berwarna …. sangat baik menyerap kalor.



C. Jawablah dengan singkat dan jelas !
1. Sebutkan 4 cara mempercepat penguapan !
Jawab
a. ………………………………………………………………………………..
b. ………………………………………………………………………………..
c. ………………………………………………………………………………..
2. Air 500 gram dipanaskan dari 30oC hingga 80oC. Jika kalor jenis air 4200 J/kgoC, tentukan :
a. Grafik pemanasannya
b. Besar kalor


Jawab
a. ………………………………………………………………………………..
b. ………………………………………………………………………………..
3. Es 200 gram dipanaskan dari -10 ºC sampai menjadi air 0oC. Jika kalor jenis es 2100 J/kgoC dan kalor lebur es 336.000 j/kg, tentukan !
a. Grafik pemanasannya
b. Besar kalor
Jawab :
a. ………………………………………………………………………………..
b. ………………………………………………………………………………..
4. Seratus gram uap air suhu 150oC didinginkan hingga menjadi air bersuhu 10oC. Bila kalor jenis uap air = kalor jenis air = 4200 k/kgoC dan kalor uap 2,27 x 106 j/kg, tentuan :
a. Grafik pemanasannya
b. Besar kalor
Jawab :
a. ………………………………………………………………………………..
b. ………………………………………………………………………………..
5. Bagaimana cara – cara perpindahan kalor? Jelaskan!
Jawab : ………………………………………………………………………….

1 komentar:

Sell Tiket mengatakan...

Tiket Pesawat Murah Online, dapatkan segera di SELL TIKET Klik disini:
selltiket.com
Booking di SELLTIKET.COM aja!!!
CEPAT,….TEPAT,….DAN HARGA TERJANGKAU!!!

Ingin usaha menjadi agen tiket pesawat??
Yang memiliki potensi penghasilan tanpa batas.
Bergabung segera di agen.selltiket.com

INFO LEBIH LANJUT HUBUNGI :
No handphone : 085365566333
PIN : d2e26405

Segera Mendaftar Sebelum Terlambat. !!!