Kalor yang menyebabkan perubahn dimensi (panjang, luas, volume) diikuti oleh perubahan suhu. Akan susut atau memuai. Apabila ΔT positif maka ada panas yang masuk tergantung c sedangkan jika ΔT negatif maka ada panas yang keluar.
Identifikasi Masalah
1. Kenapa Bingkai kaca harus diberi ruang kosong disekitarnya?
Jawaban umum: Supaya ketika memuai kaca tidak pecah.
Jawaban dengan penjabaran hukum kalor:
ketika suhu naik maka kaca akan memuai, ruang kosong yang disediakan untuk menampung pemuaian kaca tersebut. Qkayu = Qkaca. Apabila tidak ada ruang muai, maka kaca yang seharusnya memuai menjadi tidak memuai. maka muncul tegangan termal dengan rumus
σ = Y α ∆T
dengan:
σ= tegangan termal [N/m2]
(i) Perhatikan nilai c (kapasitas kalor) dibawah ini
c kayu= 0,40 kkal/ kg C
c alumunium= 0,22 kkal/ kg C
c kaca = 0,20 kkal/ kg C
c emas = 0,030 kkal/kg C
berarti c kaca < c alumunium < c kayu
sehingga ΔT kaca > ΔT kayu karena semakin kecil kalor jenis suatu zat maka perubahan suhunya semakin besar.
Semakin besar perubahan suhu maka pertambahan panjang semaikin besar sesuai rumus:
ΔL =
(ii) β kaca > β kayu
ΔA kaca > ΔA kayu, karena ∆A = A0.2β.∆T
A kaca > A kayu
Inilah alasan mengapa bingkai terbuat dari kayu dan harus dibuat ruang kosong disekitarnya.
2. kenapa gelas yang dituang air panas dengan cepat menjadi rusak/ pecah?
Jawaban umum: Karena pemuaiannya tidak merata
Jawaban dengan penjabaran hukum kalor:
seperti penjelasan di atas, apabila ada perubahan suhu maka seharusnya ada perubahan dimensi, akan tetapi gelas justru pecah. karena tidak ada waktu untuk memuai. Gelas yang seharusnya memuai menjadi tidak memuai sehinggga terjadi tegangan termal yang mengakibatkan gelas pecah. sehingga cara terbaik untuk memindahkan air panas ke dalam gelas adalah dengan perlahan- lahan sehingga ada waktu untuk memuai atau dengan alat bantu sendok logam karena ia lebih cepat menerima panas, sehingga nantinya panas akan di distribusikan ke gelas.
Kalor jenis suatu benda dapat didefinisikan
sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg suatu zat
sebesar 1K. Kalor jenis menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor.
Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda
tersebut untuk menyerap kalor
Identifikasi Masalah
1. Kenapa Bingkai kaca harus diberi ruang kosong disekitarnya?
Jawaban umum: Supaya ketika memuai kaca tidak pecah.
Jawaban dengan penjabaran hukum kalor:
ketika suhu naik maka kaca akan memuai, ruang kosong yang disediakan untuk menampung pemuaian kaca tersebut. Qkayu = Qkaca. Apabila tidak ada ruang muai, maka kaca yang seharusnya memuai menjadi tidak memuai. maka muncul tegangan termal dengan rumus
σ = Y α ∆T
dengan:
σ= tegangan termal [N/m2]
Y = modulus Young (F.L/A.ΔL)
Tegangan termal yang menyebabkan kaca dapt retak, bengkok atau pecah.
(i) Perhatikan nilai c (kapasitas kalor) dibawah ini
c kayu= 0,40 kkal/ kg C
c alumunium= 0,22 kkal/ kg C
c kaca = 0,20 kkal/ kg C
c emas = 0,030 kkal/kg C
berarti c kaca < c alumunium < c kayu
sehingga ΔT kaca > ΔT kayu karena semakin kecil kalor jenis suatu zat maka perubahan suhunya semakin besar.
Semakin besar perubahan suhu maka pertambahan panjang semaikin besar sesuai rumus:
ΔL =
(ii) β kaca > β kayu
ΔA kaca > ΔA kayu, karena ∆A = A0.2β.∆T
A kaca > A kayu
Inilah alasan mengapa bingkai terbuat dari kayu dan harus dibuat ruang kosong disekitarnya.
2. kenapa gelas yang dituang air panas dengan cepat menjadi rusak/ pecah?
Jawaban umum: Karena pemuaiannya tidak merata
Jawaban dengan penjabaran hukum kalor:
seperti penjelasan di atas, apabila ada perubahan suhu maka seharusnya ada perubahan dimensi, akan tetapi gelas justru pecah. karena tidak ada waktu untuk memuai. Gelas yang seharusnya memuai menjadi tidak memuai sehinggga terjadi tegangan termal yang mengakibatkan gelas pecah. sehingga cara terbaik untuk memindahkan air panas ke dalam gelas adalah dengan perlahan- lahan sehingga ada waktu untuk memuai atau dengan alat bantu sendok logam karena ia lebih cepat menerima panas, sehingga nantinya panas akan di distribusikan ke gelas.
No comments:
Post a Comment