Kapasitas Panas & Panas Jenis

Fisika Panas2 SKSAdhi Harmoko S

Apa yang dapat diterangkan dari gambar ini?

Apa yang dapat diterangkan dari gambar ini?

Perubahan FasaAdhi Harmoko S

Diagram FasaBeridekan dari persamaan keadaan gas Ideal ⇒ DiagramFasaPUap: keadaan gas dengan temperatur di bawah titik kritis(Tc)Gas: keadaan gas dengan T>TcT

Arah Kejadian Perubahan Fasacritical point

Diagram Fasa & Perubahan FasaIGaris A → B : SublimasiPGaris I → J : Mencair→ MenguapAJTB

GAS, CAIRAN & PADATANPemodelan MikroskopisDengan merubah Temperatur atau Tekanan suatu substansidapat dirubah wujudnya menjadi Gas, Cairan atau PadatanGasCairanPadatan

GAS, CAIRAN & PADATANPemodelan MikroskopisPemodelan fasa Gas, Cairan dan Padatan untuk AirGas (uap air)Cairan (air)Padatan (es)

GAS, CAIRAN & PADATANPemodelan MikroskopisKristal NaCl

GAS, CAIRAN & PADATANPemodelan MikroskopisStruktur KarbonGrafitBunga kapas-kapasanIntan

Masih Ingat?Bongkahan es menjadi mengecil dan kemudian bertahanpada ukurannya ?ES BATUdicelupkan teh panas esBagaimana mengukur ukuran es yang tercelup dalam air

PERUBAHAN FASA & PANASKasus AIRPanas yang diperlukanuntuk berubah faseberbeda-bedaSaat berubah fase kadangmemerlukan ataumelepaskan panasBagaimana cara mengetahui atau mengukur panas ?Bagaimana tanggapan panas dari suatu substan ?

Kapasitas Panas&Panas JenisAdhi Harmoko S

Kapasitas Panas & Panas JenisSecara eksperimen :panas yang ditransfer ke sebuah obyek ΔQ berbandinglurus dengan perubahan temperatur dari obyek tersebutΔTΔQ =C ΔTC (J/K) : Kapasitas panas.bernilai positip dan tergantung dengan massa obyek

Kapasitas Panas & Panas Jenisc (J/(kg.K)) : Panas jenisΔ Q =m cΔTC = m c =n c'c’ (J/(mol.K)) : Kapasitas panas molarc' =A cc’ = AcA : berat molekular (massa dari 1 mol, dalam gram)

Perbedaan konsep C & c

Panas jenis

Panas jenis

KalorimetriAdhi Harmoko S

Problem?Bagaimana cara mengukur energi panas yang ditransfer darisuatu obyek ke obyek lainnya ?T 2T 1 > T 2T 1Panas akan mengalir dari benda 1ke benda 2

Hukum kekekalan energiJika tidak ada energi yang hilang, makaPanas yang dilepas = Panas yang diserap

KalorimeterInstrumen untuk mengukur pertukaran panas secarakuantitatif

Kalorimeter AirPanas yang Panas yangdilepas sampel = diterima airmscsΔTsmacaΔTa+Panas yangditerima kalorimetermkalckalΔTkal

Panas LatenJumlah energi yang diperlukan untuk perubahan fasapersatuan massa disebut panas transformasi.Selama perubahan fasa tidak terjadi perubahan temperatur,walaupun terjadi aliran panasΔQ = m LPanas laten fusi ( L f ) : padatan ⇒ cairanPanas laten uap ( L v ): cairan ⇒ gas

Perubahan Fasa AirEs ⇒ Air ⇒ UapΔQ = m uapc uapΔTΔQ = m airL vΔQ = m airc airΔTΔQ = m esc esΔTΔQ = m esL f

Latihan – 1Teh 200 cm 3 dengan temperatur 95°C dituang ke dalam150 gram cangkir kaca yang pada awalnya mempunyaitemperatur 25°C. Apabila diasumsikan tidak ada alirankalor selain ke gelas dan keseimbangan telah telah terjadi,berapakah temperatur campuran?c air = 4186 J/kg.C° dan c kaca = 840 J/kg.C°

Solusi Latihan – 1Karena komponen terbesar teh adalah air maka kalor jenisteh adalah 4186 J/kg.C° dan massanya dapat dihitungdengan m = ρV = 10 3 kg/m 3 . 200 × 10 -6 m 3 = 0,2 kgkalor hilang teh = kalor serah cangkirm teh c teh (95° -T) = m cangkir c cangkir (T - 25°C)T = 89°C

Latihan – 2Pada sebuah pesta, 0,5 kg potongan es -10°C dicampurkanke dalam 3 kg teh pada 20°C. Jelaskan berapa banyak esyang melebur dan temperatur campuran yang dicapai?c air = 4186 J/kg.C°c es = 2100 J/kg.C°L F = 333 kJ/kg

Solusi Latihan – 2Solusi:Periksa dulu dengan mengasumsikan campuran es dan tehberada pada temperatur 0°C dan campuran akhir berupa airSehingga, energi yang dilepaskan untuk membuat air tehyang mula-mula 20°C menjadi 0°C adalahm teh c teh (20° -0°) = 250 kJEnergi yang diperlukan mengubah es -10°C menjadi 0°Cm es c es (0° -(-10°)) = 10,5 kJEnergi yang diperlukan mengubah es menjadi airm es L f = 167 kJ

Solusi Latihan – 2Sehingga untuk 10,5 kJ + 167 kJ = 177 kJ tidak cukup untukmembuat suhu teh turun dari 20°C menjadi 0°C. Makasuhu campuran akan berada antara 20°C dan 0°C.Dengan menggunakan hukum kekekalan energi akandiperoleh⎛ kalor untuk ⎞ ⎛kalor untuk⎞⎛kalor untuk ⎞ ⎛ kalor yang dile - ⎞⎜⎟ ⎜⎟ ⎜⎟ ⎜⎟⎜menaikkan 0,5 kg⎟⎜ merubah ⎟ ⎜menaikkan⎟ ⎜paskan oleh 3 kg ⎟⎜⎟ + ⎜⎟ + ⎜⎟ =es dari - 10°C 0,5 kg es 0.5 kg air ⎜ air dari 20°C ⎟⎜⎟ ⎜⎟ ⎜⎟ ⎜⎟⎝ sampai 0°C ⎠ ⎝ menjadi air ⎠ ⎝dari0°C ke T ⎠ ⎝ sampai 0°C ⎠T = 5,1°C