Dokumen tersebut membahas tentang kalor dan perpindahan kalor, termasuk definisi kalor, jenis-jenis perpindahan kalor seperti konduksi, konveksi dan radiasi, serta hukum-hukum terkait seperti hukum Stefan-Boltzmann. Dokumen ini juga menjelaskan tentang pemuaian, termometer, dan konsep-konsep lain yang terkait dengan kalor dan perpindahan kalor.

1. KALOR DAN PERPINDAHAN
KALOR
BAB V

2. Menu Utama
Termometer
Pemuaian
Kalor
Asas Black
Suhu

3. SUHU
Menyatakan tinggi rendahnya suhu yang memerlukan titik acuan
(titik patokan).

4. Termometer
Celcius
Termometer
Fahreinheit
Termometer
Reamur
Termometer
Kelvin
Termometer

5. TERMOMETER
Termometer berasal dari bahasa Yunani,
yaitu Thermos yang berarti panas dan
meter berarti pengukur (pembanding).

6. Termometer
Celcius
Termometer
Fahreinheit
Termometer
Reamur
Skala Atas
(Ta)
Skala Bawah
(Tb)
C R F
1000 800 2120
Titik Didih
Air
Titik Lebur
Es
00
100 80 skala 180
00 320

7. Perbandingan termometer C : R : F adalah 5 : 4 : 9 sehingga hubungan
ketiga termometer tersebut dinyatakan dengan
5
𝑇0 𝐶 =
4
𝑇0 𝑅
4
→ 𝑇0 𝑅 =
5
𝑇0 𝐶 𝑇 𝐶 =
9
5
𝑇 + 320 𝐹
5
9
→ 𝑇0 𝐹 = (𝑇 − 32)0 𝐶

8. Termometer Kelvin
Hubungan Termometer Celcius dengan
Termometer Kelvin (K) adalah
𝑇0 𝐶 = 𝑇 + 273 𝐾

9. Contoh Soal :
Suhu daerah pegunungan menunjukkan 20 °C. Jika dinyatakan dalam skala
Fahrenheit berapa skala yang ditunjukkan?
Diketahui : TC = 20 °C
Ditanya : TF = …… ?
Jawab
TF =
:
TF =
(9/5 x TC) + 32
TF =
(9/5 x 20) + 32
TF =
36 + 32
68 °F
Jadi skala pada termometer Fahrenheit menunjukkan 68 °F

10. Kenapa ya gelas terkadang bisa pecah ketika
diberi air yang panas banget?
Selain itu, kenapa kabel-kabel yang yang
tergantung di tiang-tiang listrik itu dipasang
longgar, dan bukan tegang lurus?

11. Pemuaian
Gas
Zat Padat Zat Cair

12. PEMUAIAN
Pemuaian adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi
bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena
terkena panas.

13. Pemuaian
Zat Padat
1. Muai Panjang
2. Muai Luas
3. Muai Volume

14. 1. Muai Panjang
∆𝐿 = 𝛼𝐿0 ∆𝑇
∆𝐿 = 𝐿𝑡 − 𝐿0
∆𝑇 = 𝑇2 − 𝑇1
𝐿𝑡 = 𝐿0 + ∆𝐿
𝐿𝑡 = 𝐿0 + 𝛼 𝐿0 ∆𝑇
𝐿𝑡 = 𝐿0(1 + 𝛼 ∆𝑇)
L0
Lt
ΔL
∆𝐿 = perubahan panjang m , cm
𝛼 = koefisien muai panjang (𝐾−1,0 C−1 )
𝐿0 = panjang mula − mula m , cm
∆𝑇 = perubahan suhu K , 0𝐶
𝐿𝑡 = panjang benda pada setelah suhunya dinaikan

16. Koefisien Muai Panjang berdasarkan Jenis
Benda

17. 2. Muai Luas
∆𝐴 = 𝛽 𝐴0 ∆𝑇
∆𝐴 = perubahan luas (m2, cm2)
𝛽 = koefisien muai luas (K-1, 0C-1)
𝐴0 = Luas mula-mula (m2, cm2)
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
𝐴𝑡 = 𝐴0 + ∆𝐴
𝐴𝑡 = 𝐴0 + 𝛽 𝐴0 ∆𝑇
𝐴𝑡 = 𝐴0(1 + 𝛽 ∆𝑇)
AO
At

19. 3. Muai Volume
∆𝑉 = perubahan volume (m3, cm3)
𝛾 = koefisien muai luas (K-1, 0C-1)
𝑉0 = volume mula-mula (m3, cm3)
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
∆𝑉 = 𝛾 𝑉0∆𝑇
𝑉𝑡= 𝑉0 + ∆𝑉
𝑉𝑡 = 𝑉0 + 𝛾 𝑉0 ∆𝑇
𝑉𝑡 = 𝑉0(1 + 𝛾 ∆𝑇)
VO
ΔV
Vt

21. Pemuaian pada ZAT CAIR
Molekul zat car lebih bebas dibandingkan pada zat padat.
∆𝑉 = 𝛾 𝑉0∆𝑇

22. MASSA JENIS ZAT CAIR
0
𝜌 =
𝑚
𝑉0
𝑚 𝑚
𝜌 = =
𝑉𝑡 𝑉0(1 + 𝛾 ∆𝑇)
𝜌0
𝜌 =
(1 + 𝛾 ∆𝑇)
𝜌 = massa jenis setelah suhunya dinaikan
𝜌0 = massa jenis zat cair mula-mula
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
𝛾 = koefisien muai volume zat cair (K-1, 0C-1)

23. Koefisien Muai Volume
berdasarkan Jenis zat

24. ANOMALI AIR
Perilaku aneh air pada rentang suhu 0°C hingga 4°C, dimana pada
suhu tersebut air menyusut (pengerutan) seiring dengan kenaikan
suhu.

25. Contoh Pemuaian Dalam Kehidupan Sehari-hari
Contoh Pemuaian Zat Padat
• Panjang kabel listrik
• Panjang rel kereta api
• Penyambungan dua plat logam
Contoh Pemuaian Zat Cair
• Air raksa pada termometer
• Air yang mendidih hingga tumpah dari panci
Contoh Pemuaian Zat Gas
• Meletusnya ban yang diisi angin terlalu penuh
• Pemuaian gas dalam balon udara akibat api

26. Contoh Soal
Batang tembaga pada suhu 20 °C panjangnya 50 cm, kemudian
dipanaskan sampai suhunya 100 °C. Jika koefisien muai panjang
tembaga 1,7 x 10-5 / °C, berapa panjang batang tembaga sekarang?
Penyelesaian:
Diketahui:T1= 20 °C
Lo = 50 cm
T2= 100 °C
𝛼 = 0,000017 / °C
Ditanya:
Jawab:
L = … … ?
ΔT= 100 °C - 20 °C = 80 °C
L = Lo (1 + 𝛼 ΔT)
L = 50 cm ( 1 + 0,000017 / °C x 80 °C )
L = 50 cm ( 1+ 0,00136 )
L = 50,068 cm
Jadi panjang batang tembaga sekarang adalah 50,068 cm.

27. Pemuaian
Gas
Isotermik
Isobarik
Isokorik

28. PEMUAIAN PADA GAS
Persamaan gas ideal dinyatakan dengan persamaan :
𝑃1𝑉1
=
𝑃2𝑉2
𝑇1 𝑇2
𝑃𝑉
𝑇
= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
Hukum Boyle-Gay
Lussac

29. Isotermik
(Suhu Tetap)
Isobarik
(Tekanan Tetap)
Isokorik
(Volume Tetap)
𝑇1 = 𝑇2
𝑃1𝑉1 = 𝑃2𝑉2
𝑃 𝑉 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
𝑃1
=
𝑃2
𝑇1 𝑇2
𝑇
𝑃
= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
𝑉1
=
𝑉2
𝑇1 𝑇2
𝑇
𝑉
= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
𝑃1 = 𝑃2 𝑉1 = 𝑉2

30. KALOR
Suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya
tinggi ke suhu rendah jika keduanya bersentuhan.
1 Joule = 0,24 Kalori
1 Kalori = 4,186 Joule

31. 𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑇
𝑄 = banyaknya kalor yang diterima/dilepas
(Joule, Kalori)
𝑚 = massa benda (kg, gram )
𝑐 = kalor jenis benda (Joule/kg0C , kal/gr0C)
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)

32. Kapasitas Kalor (C)
𝐶 =
𝑄
∆𝑇
𝐶 =
𝑚 𝑐 ∆𝑇
∆𝑇
𝐶 = 𝑚 𝑐

33. Kalor Laten  Kalor yang diperlukan oleh satu
kilogram zat untuk berubah wujud.
Q = kalor (joule)
m = massa zat (Kg)
L = kalor laten (Joule/kg) (kalor lebur, kalor beku,
kalor uap, dan kalor embun)
𝐿 =
𝑄
𝑚
𝑄 = 𝑚𝐿
Kalor Laten

34. ASAS BLACK
Asas Black menyatakan bahwa “Dalam
sistem tertutup terisolasi, kalor yang
dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi = kalor
yang diserap oleh benda bersuhu rendah.”
TP TQ
TP > TQ
Benda A melepaskan kalor &
Benda B menyerap kalor
Qlepas = Qterima
Suhu akhir (Ta) kedua benda sama
Ta

35. 𝑄𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 = 𝑄𝑑𝑖𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠
𝑚1𝑐1∆𝑇 = 𝑚2𝑐2∆𝑇
𝑚1𝑐1(𝑇𝑎 − 𝑇1) = 𝑚2𝑐2(𝑇2 − 𝑇𝑎)
𝑚1 = massa benda yang menerima kalor
𝑚2 = massa benda yang melepas kalor
𝑇1= suhu rendah (suhu mula-mula m1)
𝑇2= suhu tinggi (suhu mula-mula m2)
𝑇𝑎= suhu akhir (suhu campuran)

36. GAS
CAIR
PADAT
menyublim deposisi
menguap
membeku
mengembun
melebur
Skema Perubahan Wujud Benda

37. Grafik Perubahan Wujud
A

38. Contoh Soal
Jika kalor jenis air 1 kkal/Kg0C, kalor jenis es 0,5 kkal/Kg0C, kalor lebur es 80
kkal/Kg, hitunglah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 5 kg es
dengan suhu -200C menjadi air 800C!
-200C
800C
Es
Air
Q1
Q2
Q3
Dik. : = 1 kkal/Kg0C
= 0,5 kkal/Kg0C
= 80 kkal/Kg
= -200C
= 800C
cair
ces
L
T1
T2
Qtotal = ?
Dit. :
Jawab :
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3
Qtotal = mcesTes + mL+ mcairTair
Qtotal = 5(0,5)(20) + 5(80) + 5(1)(80)
Qtotal = 850 kkal

39. Perpindahan
Kalor
Konduksi
Radiasi
Konveksi

40. Konduksi
Konduksi terjadi karena satu partikel (atom atau molekul ) bergetar
dan berinteraksi dengan atom-atom atau molekul tetangga.

41. A
TB TC
d
A = luas permukaan (m2)
d = panjang bahan ( m)
TB = suhu pada ujung Batau titik B
TC = suhu pada ujung Catau titik C
k = konduktivitas termal (W/mK)
t = waktu ( sekon )
Laju kalor
konduksi
Q

kAT
t d
T TB TC

42. Konveksi
Perpindahan kalor karena berpindahnya parikel-partikel atau materi
zat itu sendiri.
Laju kalor
Konveksi
t
Q
hAT
d
A
fluida
TC
C
B
T T T
TB A
TB
TC
h
= luas permukaan (m2)
= suhu pada ujung B atau titik B
= suhu pada ujung C atau titik c
= Koefisien konveksi ( W/m2K)

43. Radiasi
Energi berpindah dengan cara merambat tanpa
memerlukan medium (zat perantara).
Hukum Stefan-
Boltzmann
t
Q
eAT4
e = emisivitas ( 0  e  1 ), yaitu
faktor yang membedakan sifat penyerapan permukaan.
Hitam sempurna, e = 1
Putih sempurna , e = 0
 = tetapan Stefan-Boltzmann (5,67x10-8 W/m2K4)

44. Contoh Soal
Sebuah jendela kaca dalam ruangan yang berpengatur suhu (ber AC)
tebalnya 3,2 mm, uasnya 3 m² dan suhu pada kaca bagian dalam adalah
25°C, sedangkan suhu pada kaca bagian luar adalah 30°C. Bila diketahui
konduktivitas termal 0,8 W/mK, maka kalor yang mengalir tiap detik
adalah.....
Dik: k = 0,8 W/mK
A = 3 m²
T = (30-25) = 5°C
d = 3,2 mm = 3,2 x 10ˉ³
Dit: H.......?
Jawab :
=
𝑑
𝑄 𝑘𝐴∆𝑇
𝑡
𝐻 =
0,8 3 (5)
3,2 × 10−3
𝐻 = 3750 𝐽/𝑠

45. Kerjakan latihan soal berikut ini dengan baik dan benar.
1. Seorang siswa memasukkan sepotong kecil es yang meleleh kedalam mulutnya. Akhirnya, seluruh es
berubah menjadi air pada T1 = 32F ke suhu tubuh siswa, T2 = 98,60F. Nyatakan suhu-suhu ini dalam
C dan K, dan cari selisih suhu dalam kedua skala !
2. Sebuah silinder yang diameternya 1,00000 cm pada suhu 30C akan dimasukkan ke dalam sebuah
lubang pada sebuah pelat baja yang diameternya 0,99970 cm pada suhu 39C. Berapakan suhu pelat
baja agar silinder dapat tetap dimasukkan ke dalam lubang tersebut ? koefisien muai panjang baja
diketahui 1,1 x 10-5/C
3. Suatu lempengtembaga mempunyai luas 500 cm2 pada suhu 10C. Hitunglah luasnya pada suhu
70C! diketahui koefisien muai panjang tembaga α = 1,67 x 10-5/C.
4. Pada suhu 0C, massa jenis raksa 13600 kg/m3. Hitunglah massa jenis pada suhu 50C jika diketahui
muai volume raksa sama dengan 1,82 x 10-4/C!
5. Sebuah wadah yang terbuat dari alumunium berisi penuh dengan 300 mL gliserin pada suhu 20C.
Berapakah banyaknya gliserin yang tumpah jika wadah itu dipanaskan sampai suhu 110C ? koefisien
muai panjang alumunium 2,55 x 10-5/C dan koefisien muai volume gliserin 5,3 x 10-4/C.

46. Kunci jawaban