Kumpulan Rumus dan Konsep Tentang Kalor dan Perpindahan Kalor

Posted by on 16 October 2017 - 4:09 PM

Edukiper.com - Kalor dan Perpindahan Kalor. Kumpulan rumus ini merupakan sambungan dari topik sebelumnya yaitu tentang suhu dan pemuaian. Kumpulan rumus tentang kalor ini disusun berdasarkan subtopik kajian dalam bab suhu dan kalor dan sengaja dirangkum untuk membantu murid menghapal, mempelajari, dan memahami konsep dasar tentang kalor dan perpindahan kalor atau sebagai pendukung dalam kegiatan belajar.

Beberapa subtopik yang dibahas dalam kumpulan rumus kalor ini antaralain pengertian kalor, kalor jenis, kalor laten, kapasitas kalor, asas Black, suhu pada sambungan, perpindahan kalor secara konduksi, perpindahan kalor secara konveksi, dan perpindahan kalor secara radiasi.

Ringkasan materi dan rumus ini dapat digunakan untuk beberapa keperluan seperti menentukan kalor jenis suatu zat, menentukan kapasitas kalor, menentukan besar kalor yang diserap atau dilepas, menentukan suhu pada sambungan, menentukan laju perpindahan kalor, dan sebagainya.

Pengertian dan Rumus Kalor

Kumpulan rumus kalor dan perpindahannya

Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Jika kalor diserap atau diterima, maka suhu akan naik sebaliknya suhu benda akan turun jika kalor diepas.

#1 Kalor Jenis 
Kalor jenis adalah kalor yang diperlukan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1oC.
c = Q
m.ΔT
Q = m.c.ΔT

Keterangan :
c = kalor jenis suatu zat (J/kgK)
Q = besaran kalor (Joule atau Kalori)
m = massa zat atau massa benda (kg)
ΔT = perubahan suhu (K).

#2 Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1oC.
C = Q
ΔT
Q = C . ΔT

Keterangan :
C = kapasitas kalor (J/K)
Q = besaran kalor (Joule atau Kalori)
ΔT = perubahan suhu (K).

#3 Kalor Laten
Kalor laten adalah besaran yang menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 gram zat untuk mengubah wujudnya pada suhu tetap.
L = Q
m
Q = m . L

Keterangan :
Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepas (J)
m = massa zat (kg)
L = kalor laten suatu zat (J/kg).

Perhatikan gambar grafik di atas. Grafik tersebut menggambarkan proses perubahan es dari wujud padat (batu es) menjadi uap atau gas.

Untuk proses yang tidak mengalami perubahan wujud berlaku :
Q = m c ΔT

Untuk proses yang mengalami perubahan wujud berlaku :
Q = m L

#4 Asas Black 
Jika dua zat dicampurkan maka terjadi proses pelepasan suhu dari yang suhu/fase tinggi ke suhu/fase rendah. Proses penerimaan kalor ini akan terus berlangsung sampai kedua benda itu memiliki suhu yang sama.

Selama proses tersebut berlangsung, jumlah kalor yang dilepas akan sama dengan jumlah kalor yang diterima sehingga menurut azas Black berlaku persaman berikut :
Qlepas = Qterima

Keterangan :
Qlepas = kalor yang dilepas (J)
Qterima = kalor yang diterima (J).

Perpindahan Kalor 

Proses perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain atau pada suatu zat dapat berlangsung dengan tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

#1. Konduksi (Hantaran) 
Perpindahan kalor secara konduksi terjadi melalui hantaran atau rambatan sehingga membutuhkan medium perantara untuk menghantarkan kalor. Konduksi umumnya terjadi pada zat padat.
H = Q/t = k  A. ΔT
L

Pada persambungan dua konduktor berlaku laju rambatan kalor sama. Misal dua buah konduktor X dan Y disambungkan, maka berlaku persamaan berikut:
Hx = Hy
kx A(Tx − T)  = ky A(T −Ty)
Lx Ly

Keterangan :
H = laju hantaran kalor secara konduksi (J/s)
Q = banyak kalor yang dihantarkan (J)
t = lama waktu perpindahan kalor (s)
k = konduktivitas (koefiensi konduksi) termal zat (W/m K)
A = luas penampang lintang (m2)
ΔT = perbedaan suhu antara ujung-ujung zat padat (K)
L = panjang (tebal) zat padat (m).

#2 Konveksi (Aliran) 
Konveksi merupakan perpindahan kalor karena adanya aliran partikel. Perpindahan kalor secara konveksi umumnya terjadi pada zat cair atau gas.
Q/t = h.A.ΔT

Keterangan :
Q/t = laju kalor secara konveksi (J/s atau W)
h = koefisien konveksi (J/s m2K)
A = luas permukaan benda yang kontak dengan fluida (m2)
ΔT = beda suhu antara benda dan fluida (C0 atau K).

#3. Radiasi (pancaran)
Radiasi merupakan proses perpindahan kalor karena adanya pancaran. Perpindahan kalor secara radiasi terjadi tanpa zat perantara.
P = Q/t = e σ A T4

Keterangan :
P = daya (laju) radiasi energi (J/s atau W)
e = emisivitas permukaan
σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67x10-8W/m2K4)
A = luas permukaan benda (m2)
T = suhu mutlak benda (K).

Demikianlah kumpulan rumus tentang kalor dan perpindahan kalor yang dapat kami rangkum. Jika kumpulan rumus ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia.

Advertisements

0 comments :

Post a Comment