A. SKALA TERMOMETER
PADA TEKANAN 1 ATM
C : R : (F − 32) : (K − 273) : (Ra - 491) = 100 : 80 : 180 : 100 : 180
C : R : (F − 32) : (K − 273) : (Ra - 491) = 5 : 4 : 9 : 5 : 9
B. PEMUAIAN
Pemuaian Zat Padat
Pemuaian Panjang
\(\Delta L = \alpha \:.\: L_o \:.\: \Delta T\)
\(L_t = L_o \:.\: (1 + \alpha \:.\: \Delta T)\)
\(\alpha\) = koefisien muai panjang
\(\Delta T\) = perubahan suhu
\(\Delta L\) = perubahan panjang
\(L_o\) = panjang mula-mula
\(L_t\) = panjang akhir
Pemuaian Luas
\(\Delta A = \beta \:.\: A_o \:.\: \Delta T\)
\(A_t = A_o \:.\: (1 + \beta \:.\: \Delta T)\)
\(\beta\) = koefisien muai luas = \(2 \times \alpha\)
\(\Delta T\) = perubahan suhu
\(\Delta A\) = perubahan luas
\(A_o\) = luas mula-mula
\(A_t\) = luas akhir
Pemuaian Volume
\(\Delta V = \gamma \:.\: V_o \:.\: \Delta T\)
\(V_t = V_o \:.\: (1 + \gamma \:.\: \Delta T)\)
\(\gamma\) = koefisien muai volume = \(3 \times \alpha\)
\(\Delta T\) = perubahan suhu
\(\Delta V\) = perubahan volume
\(V_o\) = volume mula-mula
\(V_t\) = volume akhir
Isotropic materials
Isotropic materials adalah benda yang memiliki sifat yang sama pada berbagai arah, contohnya kaca, logam, plastik, dan lain-lain.
Pada isotropic materials, perbandingan koefisien muai \(\bbox[10px, border: 2px solid red]{\alpha : \beta : \gamma = 1 : 2 : 3}\) (pendekatan)
Pemuaian Zat Cair
Pemuaian Volume
\(\Delta V = \gamma \:.\: V_o \:.\: \Delta T\)
\(V_t = V_o \:.\: (1 + \gamma \:.\: \Delta T)\)
Pemuaian pada air
Sama seperti pada zat-zat lain, air akan memuai bila suhu naik dan menyusut bila suhu turun. Pengecualian terjadi pada rentang \(0^{\text{o}} \text{ C} - 4^{\text{o}} \text{ C}\). Saat suhu meningkat dari \(0^{\text{o}} \text{ C}\) ke \(4^{\text{o}} \text{ C}\), air akan menyusut. Sebaliknya saat suhu turun dari \(4^{\text{o}} \text{ C}\) ke \(0^{\text{o}} \text{ C}\), air akan memuai.
Umunya zat dalam wujud padat memiliki volume lebih kecil dibanding dalam wujud cair. Misalnya lelehan besi (besi cair) yang didinginkan hingga membeku akan menyusut. Pengecualian terjadi pada air, dimana pada wujud padat (es) memiliki volume lebih besar dibanding pada wujud cair. Yang artinya, massa jenis es lebih kecil daripada massa jenis air.
Pemuaian Gas
Pemuaian Volume
\(\Delta V = \gamma \:.\: V_o \:.\: \Delta T\)
\(V_t = V_o \:.\: (1 + \gamma \:.\: \Delta T)\)
\(\gamma = \dfrac {1}{T_o}\)
C. KALOR DAN ASAS BLACK
Kalor yang dilepaskan atau diterima oleh suatu zat akan menyebabkan:
1. Perubahan suhu
\(\bbox[10px, border: 2px solid red]{Q = m \:.\: c \:.\: \Delta T}\)
\(Q\) = kalor yang dilepaskan atau diterima
\(m\) = massa zat
\(c\) = kalor jenis zat
\(\Delta T\) = perubahan suhu
\(\bbox[10px, border: 2px solid red]{Q = C \:.\: \Delta T}\)
\(C\) = kapasitas kalor
\(\Delta T\) = perubahan suhu
2. Perubahan wujud benda
\(\bbox[10px, border: 2px solid red]{Q = m \: L}\)
\(Q\) = besar kalor yang dilepaskan atau diterima
\(m\) = massa zat
\(L\) = kalor laten zat
Asas Black
Pada pencampuran dua zat yang memiliki suhu berbeda, akan terjadi perpindahan kalor dari zat yang memiliki suhu lebih tinggi ke zat yang memiliki suhu lebih rendah.
Jika diasumsikan tidak ada kalor yang hilang dalam proses perpindahan kalor, maka:
\(\bbox[10px, border: 2px solid red]{Q_{\text{lepas}} = Q_{\text{terima}}}\)
D. PERPINDAHAN KALOR
Jenis-jenis perpindahan kalor:
1. Konduksi
-
- Perpindahan kalor tanpa disertai oleh medium atau zat perantara (medium tidak ikut berpindah)
- Biasanya terjadi pada zat padat
- \(\bbox[10px, border: 2px solid red]{P = \dfrac{Q}{t} = \dfrac{k \: A \: \Delta T}{l}}\)
2. Konveksi
-
- Perpindahan kalor dengan disertai oleh medium atau zat perantara (medium ikut berpindah)
- Biasanya terjadi pada zat cair dan gas
- \(\bbox[10px, border: 2px solid red]{P = \dfrac{Q}{t} = h \: A \: \Delta T}\)
3. Radiasi
-
- Perpindahan kalor tanpa membutuhkan medium atau zat perantara
- Kalor berpindah dengan rambatan gelombang elektromagnetik
- \(\bbox[10px, border: 2px solid red]{P = e \:.\: \sigma \:.\: A \:.\: T^4}\)
- \(\sigma = 5,67 \times 10^{-8} \text{ W m}^{-2} \text{ K}^{-4}\) → konstanta Stefan-Boltzman