...

2. Panas

by user

on
Category: Documents
0

views

Report

Comments

Description

Transcript

2. Panas
2. Panas
- Panas sebagai bentuk energi
- Perbedaan suhu dan panas
- Energi dalam
- Panas jenis
- Aliran panas
1
2.1. Panas Sebagai Bentuk Energi
z
z
Panas atau kalor merupakan energi yang
mengalir.
Analog dari gravitasi, pada umumnya
panas mengalir dari suhu tinggi ke suhu
rendah
2
2.2. Perbedaan Suhu dan Panas
z
z
z
Suhu atau temperatur merupakan derajat panasdinginnya (hotness and coldness) suatu benda.
Sementara panas adalah suatu bentuk energi,
tepatnya energi yang mengalir dari/pada suatu
sistem.
Perhatikan: dalam bahasa Indonesia ‘panas’
memang serupa dengan suhu, tetapi dalam
Fisika kedua besaran ini sangat berlainan.
3
Panas dan Kenaikan Suhu
z
Pemberian panas (Q) pada suatu sistem
akan mengakibatkan kenaikan suhu.
z
Pada sistem sederhana panas (Q) dari
luar proporsional dengan kenaikan suhu:
Q ∝ ∆T
4
Satuan Panas
z
z
z
Satuan panas (Q) dalam SI sama dengan
satuan energi, yaitu joule.
Seringkali juga digunakan satuan kalori, yakni
panas yang diperlukan untuk menaikkan 1
gram air dari suhu 14,5oC menjadi 15,5oC.
Terdapat kesetaraan antara energi mekanik
dan panas:
1 kal = 4,186 J
5
2.3. Energi Dalam/U
Energi total internal yang dimiliki oleh suatu
sistem Î jumlah energi kinetik dan potensial
di dalam sebuah sistem.
U
6
2.4. Panas Jenis
z
z
Kapasitas panas adalah panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1oC:
Q = C ∆T
Panas jenis adalah panas per-satuan massa
(atau per-mole) yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu.
Q = m c ∆T
7
8
Contoh soal:
9
Panas Laten Transformasi
Pada saat terjadi perubahan fasa, misal padat ke cair, cair
ke gas atau padat ke gas maka sistem akan mengabsorpsi
panas.
10
Panas yang dibutuhkan ini per satuan massa disebut “panas
laten transformasi”/L.
(Tidak selamanya per satuan massa, terkadang digunakan
juga per satuan mole)
Dapat dirumuskan:
Q = mL
Kita mengenal:
Panas laten fusi: untuk mengubah dari padat ke cair
Panas laten vaporisasi: untuk mengubah dari cair ke gas
11
12
Contoh problem
13
14
2.5. Aliran Panas
z
z
z
Konduksi
Konveksi
Radiasi
15
Konduksi
Perpindahan panas tanpa memindahkan
penghantarnya
16
Konveksi
z
Perpindahan panas dengan memindahkan
perantaranya
17
Radiasi
z
Perpindahan panas tanpa memerlukan
perantara
18
Sinar matahari: contoh radiasi
z
Perpindahan panas
tanpa memerlukan
perantara
19
Kembali ke Konduksi
Konduksi terjadi apabila apa perbedaan
temperatur pada 2 bagian medium konduksi
Th
Apabila Th>Tc maka panas (Q)
mengalir sesuai arah panah.
A
Tc
Laju panas mengalir:
Th − Tc
Q
∝A
P=
∆t
∆x
∆x
Q
Untuk ketebalan kecil:
dT
P = kA
dx
dengan k: koefisien konduktivitas termal.
20
21
Laju Radiasi
Laju Panas (Daya) Radiasi dirumuskan dengan
hukum Stefan:
P = σAeT4
dengan:
σ : konstanta = 5,67x10-8 W/m2.K4
A : luas permukaan
e : emisivitas, antara 0 s.d. 1
22
Contoh soal:
Jawab:
P = σAe(T4-T04)
= (5,56x10-8)(1,5)(0,900)[(308)4-(293)4]= 125 W
Panas yang hilang selama 10 menit:
Q = P∆T = 7,5x104 J
23
z
Menuju Bab 3
24
Fly UP