Suhu Dan Kalor

A. Suhu dan Alat Ukur Suhu
Suhu adalah derajat atau tingkat panas suatu benda. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu disebut thermometer. Thermometer yang sering digunakan adalah Celcius. Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan skala suhu untuk thermometer tersebut adalah :
C : R : (F-32) : (K-273) = 5 : 4 : 9 : 5

B. Kalor
Kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah.
Kalor jenis
Perbandingan kalor dengan massa dikalikan dengan perubahan suhu disebut kalor jenis.

Atau

Kapasitas kalor
Kapasitas kalor didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang perlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1⁰ C atau 1 K.
C = c.m
Maka

C. Perubahan Wujud
Skema perubahan wujud suatu zat dapat dilihat seperti berikut

Gambar 6.1. Skema perubahan wujud suatu zat
Grafik perubahan wujud dan suhu air pada  1 atm adalah

Keterangan :
»     Proses A-B
Terjadi perubahan suhu dan kalor yang deperlukan sebesar

»     Proses B-C
Tidak terjadi perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

»     Proses C-D
Ada perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

»     Proses D-E
Tidak terjadi perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

»     Proses E-F
Terjadi perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

Dengan        c  : kalor jenis
L  : kalor lebur es
U : kalor uap air

Azas Black Jumlah kalor yang serap benda sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda

D. Perpindahan Kalor
1. Konduksi
Laju konduksi didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang mengalir tiap satuan waktu.
Besar laju konduksi:

1. sebanding dengan luas penampang (A)
2. sebanding dengan perbean suhu (DT)
3. berbanding terbalik dengan panjang (L)
4. sebanding dengan konduktivitas termal zat (k), dan secara matematis :

2. Konveksi
Pada konveksi maka partikel-partikel zat mengalami perpindahan dalam menghantarkan kalor. Konveksi hanya dapat terjadi pada fluida yaitu zat cair dan gas. Banyaknya kalor yang dipindahkan ke fluida setiap satuan waktu disebut laju konveksi yang besarnya :

1. sebanding denga  luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida (A) dalam satuan m²
2. sebanding dengan perbedaan suhu (DT) dalam satuan K
3. sebanding dengan koefisien konfeksi (h) dalam satuan W/m²K

Laju konveksi dirumuskan sebagai berikut:

3. Radiasi
Perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi memerlukan media, sedangkan radiasi tidak memerlukan media. Contohnya matahari mampi meradiasikan enerdi panasnya hingga bumi padahal tampa ada media perantara antara matahari dan bumi. Suatu benda yang memiliki suhu lebih tinggi dari pada lingkungan akan meradiasikan kalornya ke lingkungan hingga terjadi kesetimbangan termal. Banyaknya kalor setiap satuan waktu yang diradiasikan (dipancarkan) sebanding dengan :

1. luas permukaan (A) dalam satuan m²
2. pangkat 4 suhu mutlak (T⁴) dalam satuan K⁴
3. konstanta Stefan Boltzmann (s=5,67 x 10^-8 W/m²K²)
4. emisivitas (e)

secara matematis dapat dituliskan :

Jika suatu benda bersuhu tinggi T₂ berada pada lingkungan bersuhu rendah T₁ maka laju kalor radiasi neto adalah