PANAS/KALOR (HEAT)

Kalori :Panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur

1 gram air dari 14.5 oC ke 15.5oC

1 cal = 4.186 J

SATUAN PANAS

British Thermal Unit (Btu) : Panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 lb air dari 63 oF ke 64oF 1 Btu = 1055 J =252 cal

)TT(mc)TT(CQ ifif

Q = Kalor

C = Kapasitas Panas (Heat Capacity)

c = Kapasitas Panas Jenis (Specific Heat)

m = massa

Tf = Temperatur akhir

Ti = Temperatur awal

SUBSTANCE SPECIFIC HEAT

cal/g.K J/kg.K

Lead (Timah) 0.0305 128

Tungsten 0.0321 134

Silver (Perak) 0.0564 236

Brass (Kuningan) 0.092 380

Copper (Tembaga) 0.0923 386

Glass 0.2 840

Aluminum 0.215 900

Es (-10oC) 0.530 2220

Mercury 0.033 140

Ethyl alcohol 0.58 2430

Sea water (air laut) 0.93 3900

Water 1.0 4190

SPECIFIC HEAT OF SOME SUBSTANCES

HEAT OF TRANSFORMATIONS

• LV :– Heat of vaporization– Panas penguapan (cairan gas)– Panas pengembunan (gas cairan)– kJ/kg

• LF :– Heat of fusion– Panas peleburan/pencairan (padatan cairan)– Panas pembekuan (cairan padatan)– kJ/kg

FV mLQmLQ

SUBSTANCE MELTING BOILING

Melting point

[K]

LF

[kJ/kg]

Boiling point

[K]

LV

[kJ/kg]

Hydrogen 14 58 20.3 455

Oxygen 54.8 13.9 90.2 213

Mercury 234 11.4 630 296

Water 273 333 373 2256

Lead 601 23.2 2017 858

Silver 1235 105 2323 2336

Copper 1356 207 2868 4730

SOME HEAT OF TRANSFORMATION

Contoh Soal 4.1

a). Berapa banyak kalor yang diperlukan untuk mengubah 720 gram es pada temperatur – 10oC menjadi air pada temperatur 15oC.

b). Misalkan energi yang tersedia hanya 210 kJ. Tentukan keadaan dan temperatur akhirnya

Jawab :

kJ034.30125.458.239984.15QQQQ

kJ25.45)015)(4190)(720.0()TT(mcQ

:)C15(Air)C0(Air

kJ8.239)333)(720.0(mLQ

:)C0(Air)C0(Es

kJ984.15)]10(0)[2220)(720.0()TT(mcQ

:)C0(Es)C10(Es).a

321

fair3

oo

F2

oo

ifes1

oo

C0padaairgram583esgram137)583720(:akhirKeadaan

gram583kg583.0333

016.194

L

QmmLQ

kJ016.194984.15210Q

QkJ984.15kJ210QQQ).b

kJ034.30125.458.239984.15QQQQ

o

F

2F2

2

221

321

Contoh Soal 4.2

Tembaga bermassa 75 gram dipanaskan di dalam oven sampai temperaturnya 312oC. Tembaga ini dicelupkan ke dalam cawan gelas (kapasitas panas = 45 cal/K). berisi 220 gram air. Bila temperatur mula-mula dari cawan gelas dan air adalah 12oC, tentukan temperatur akhirnya.

Jawab :

C6.199.271

8.5332

)1)(220.0(45)092.0)(075.0(

)12)(1)(220.0()12)(45()312)(092.0)(075.0(T

cmCcm

TcmTCTcmT

TcmTCTcmT)cmCcm(

0)TT(cm)TT(C)TT(cm

0QQQ0diterimayangPanasdiberikanyangPanas

)TT(cmQ

)TT(CQ:diterimayangPanas

)TT(cmQ:diberikanyangPanas

of

airaircawancucu

air,iairaircawan,icawancu,icucuf

air,iairaircawan,icawancu,icucufairaircawancucu

air,ifairaircawan,ifcawancu,ifcucu

cawanairtembaga

air,ifairairair

cawan,ifcawancawan

cu,ifcucucu

Contoh Soal 4.2

Tembaga bermassa 75 gram dipanaskan di dalam oven sampai temperaturnya 312oC. Tembaga ini dicelupkan ke dalam cawan gelas (kapasitas panas = 45 cal/K). berisi 220 gram air. Bila temperatur mula-mula dari cawan gelas dan air adalah 12oC, tentukan temperatur akhirnya.

Jawab :

0)TT(cm)TT(C)TT(cm

0QQQ

0diterimayangPanasdiberikanyangPanas

)TT(cmQ

)TT(CQ:diterimayangPanas

)TT(cmQ:diberikanyangPanas

air,ifairaircawan,ifcawancu,ifcucu

cawanairtembaga

air,ifairairair

cawan,ifcawancawan

cu,ifcucucu

C6.199.271

8.5332

)1)(220.0(45)092.0)(075.0(

)12)(1)(220.0()12)(45()312)(092.0)(075.0(T

cmCcm

TcmTCTcmT

TcmTCTcmT)cmCcm(

0)TT(cm)TT(C)TT(cm

0QQQ

0diterimayangPanasdiberikanyangPanas

of

airaircawancucu

air,iairaircawan,icawancu,icucuf

air,iairaircawan,icawancu,icucufairaircawancucu

air,ifairaircawan,ifcawancu,ifcucu

cawanairtembaga

Contoh Soal No. 4.3Pada sebuah termometer (bermassa 55 gram dengan kapasitas jenis sebesar 0,837 kJ/kg.K) terbaca 15oC. Kemudian termometer ini seluruhnya dicelupkan ke dalam 300 gram air dan akhirnya pada termometer terbaca 44,4oC. Berapa temperatur air sebelum dicelupkan termometer ?

Jawab :

0)TT(cm)TT(cm

0QQ0diterimayangPanasdiberikanyangPanas

)TT(cmQ:diterimayangPanas

)TT(cmQ:diberikanyangPanas

termo,itermo,ftermotermoair,ifairair

tb

termo,itermo,ftermotermot

air,iair,fairairb

C5.45

1257

57164

)4190)(300.0(

)154.44)(837)(055.0()4.44)(4190)(300.0(T

cm

)TT(cmTcmT

)TT(cmTcmTcm

0)TT(cm)TT(cm

0QQ

0diterimayangPanasdiberikanyangPanas

o

air,i

airair

termo,itermo,ftermotermoair,fairairair,i

termo,itermo,ftermotermoair,fairairair,iairair

termo,itermo,ftermotermoair,ifairair

tb

Contoh Latihan 1Sebuah mangkok tembaga bermassa 150 gram berisi 220 gram air dimana temperatur keduanya adalah 20oC. Sebuah silinder tembaga bermassa 300 gram yang sangat panas dimasukkan ke dalam air sehingga menyebabkan 5 gram air menguap menjadi uap air. Bila temperatur akhirnya adalah 100oC, berapa temperatur silinder mula-mula ?

Jawab :

C8748.115

101236

)386)(300.0(

)100)(386)(300.0(89656T

8965611280737444632)T100)(386)(300.0(

QQQQ0QQQQ

J11280)2256000)(005.0(LmQ

J73744)20100)(4190)(220.0()T100(cmQ

J4632)20100)(386)(150.0(

)TT(cmQ

QQQ:diterimayangPanas

)TT(cmQ:diberikanyangPanas

ocu,i

cu,i

uapairmangkokcuuapairmangkokcu

Vuapuap

air,iairairair

mangkok,imangkok,fcumangkokmangkok

uapairmangkok

cu,icu,fcucucu