Analisis Rangkaian Elektrik - Darpublic

BAB 11
Sifat-Sifat Thermal
Sejumlah energi bisa ditambahkan ke dalam material melalui
pemanasan, medan listrik, medan magnit, bahkan gelombang cahaya
seperti pada peristwa photo listrik yang telah kita kenal. Tanggapan
padatan terhadap macam-macam tambahan energi tersebut tentulah
berbeda. Pada penambahan energi melalui pemanasan misalnya,
tanggapan padatan termanifestasikan mulai dari kenaikan temperatur
sampai pada emisi thermal tergantung dari besar energi yang masuk.
Pada peristiwa photolistrik tanggapan tersebut termanifestasikan
sebagai emisi elektron dari permukaan metal tergantung dari
frekuensi cahaya yang kita berikan, yang tidak lain adalah besar
energi yang sampai ke permukaan metal.
Dalam mempelajari sifat non-listrik material, kita akan mulai dengan
sifat thermal, yaitu tanggapan material terhadap penambahan energi
secara thermal (pemanasan). Dalam padatan, terdapat dua
kemungkinan penyimpanan energi thermal; yang pertama adalah
penyimpanan dalam bentuk vibrasi atom / ion di sekitar posisi
keseimbangannya, dan yang kedua berupa energi kinetik yang
dikandung oleh elektron-bebas. Ditinjau secara makroskopis, jika
suatu padatan menyerap panas maka energi internal yang ada dalam
padatan meningkat yang diindikasikan oleh kenaikan temperaturnya.
Jadi perubahan energi pada atom-atom dan elektron-bebas
menentukan sifat-sifat thermal padatan. Sifat-sifat thermal yang akan
kita bahas adalah kapasitas panas, panas spesifik, pemuaian, dan
konduktivitas panas.
11.1. Kapasitas Panas
Kapasitas panas (heat capacity) adalah jumlah panas yang
diperlukan untuk meningkatkan temperatur padatan sebesar satu
derajat K. (Lihat pula bahasan tentang thermodinamika di Bab-12).
Konsep mengenai kapasitas panas dinyatakan dengan dua cara, yaitu
a. Kapasitas panas pada volume konstan, Cv, dengan relasi
175