Kalor ASAS BLACK

DESKRIPSI

            Makalah ini membahas mengenai perpindahan kalor dan asas Black. Perpindahan kalor terbagi atas tiga yaitu secara konduksi, konveksi dan secara radiasi. Asas Black adalah suatu prinsip termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas Black berbunyi : "Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah".

A.    Kompetensi Dasar :

1.      Menganalisis cara perpindahan kalor.

2.      Menerapkan asas Black dalam pemecahan masalah.

B.     Tujuan :

1.      Siswa dapat menganalisis dan menjelaskan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

2.      Siswa dapat menganalisis dan merumuskan asas Black.

3.      Siswa dapat menerapkan asas Black dalam pemecahan masalah tentang kalor.

C.    Indikator :

1.      Menganalisis dan menjelaskan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

2.      Menganalisis dan merumuskan asas Black.

3.      Menerapkan asas Black secara kuantitatif.

4.      Mengamati dan menyelidiki asas Black dengan eksperimen.

MATERI

A.    PERPINDAHAN KALOR

Perpindahan kalor dapat terjadi dengan 3 cara, yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

1.      Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi (hantaran) adalah perpindahan kalor melalui zat perantara dimana partikel-partikel zat perantara tersebut tidak berpindah. Perhatikan gambar di samping.

Dari gambar tersebut jika ujung batang logam dipanaskan dengan api, ternyata ujung logam yang kita pegang akhirnya menjadi panas. Hal tersebut membuktikan adanya perpindahan kalor dari ujung batang logam yang dipanaskan ke ujung batang yang kita pegang. Ada zat yang daya hantar panasnya baik, ada pula zat yang daya hantar panasnya buruk. Berdasarkan daya hantar panasnya maka zat dikelompokkan menjadi dua yaitu konduktor dan isolator.

a.       Konduktor (zat yang dapat menghantarkan panas dengan baik) antara lain: tembaga, aluminium, besi, dan baja.

b.      Isolator (zat yang kurang baik menghantarkan panas), antara lain: kaca, karet, kayu, dan plastik.

Kemampuan menghantarkan kalor logam dapat dijelaskan dengan menganggap adanya elektron-elektron bebas pada logam. Elektron bebas ialah elektron yang dengan mudah dapat pindah dari satu atom ke atom lain. Di tempat yang dipanaskan energi elektron-elektron bertambah besar. Karena elektron bebas mudah pindah, pertambahan energi ini dengan cepat dapat dibawa ke tempat lain di dalam zat dan dapat diberikan ke elektron lain yang letaknya lebih jauh melalui tumbukan. Dengan cara ini energi berpindah lebih cepat. Dari percobaan dan penalaran ditemukan bahwa kecepatan mengalirnya kalor dengan cara konduksi dari satu tempat ke tempat lain dalam satu potong zat bergantung pada lima faktor, yaitu selisih suhu T, luas penampang A, tebal zat L, lamanya kalor mengalir t, dan jenis zat (lihat Gambar). Dari percobaan ditemukan bahwa kalor yang mengalir:

·         sebanding dengan selisih suhu (DT) antara kedua ujung potongan zat yang ditinjau

·         sebanding dengan luas penampang potongan (A)

·         berbanding terbalik dengan tebal atau panjang potongan (L)

·         sebanding dengan selang waktu lamanya kalor mengalir.

Atas dasar itu, secara matematik banyaknya kalor H yang mengalir dari ujung bersuhu T₁ ke ujung bersuhu T₂ dapat dinyatakan dengan persamaan:

H = perambatan kalor tiap satuan waktu (Kal/det)

K = koefisien konduksi termal (Kal/m^oC)

DT = perbedaan suhu (^oC)

A = luas penampang (m²)

L = panjang (m)

Tabel Konduktivitas termal beberapa zat

2.      Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi (aliran) adalah perpindahan kalor karena aliran zat yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi pada zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan zat gas.

a.      Konveksi dalam zat cair

Bila air dipanaskan, air akan memuai sehingga massa jenisnya berkurang. Karena massa jenisnya berkurang maka air ini menjadi lebih ringan dan naik ke atas. Tempatnya kemudian digantikan oleh air yang lebih dingin dari atas, yang turun karena massa jenisnya lebih besar. Gerakan atau sirkulasi air tersebut dinamakan arus konveksi.

Penerapan konveksi kalor dalam air pada kehidupan sehari-hari.

1)    Pemanasan air dalam ketel

Pada saat kita memanaskan air dalam ketel, maka terjadi pemindahan kalor secara konduksi dan konveksi.

2)    Sistem aliran panas

Di hotel-hotel besar, tiap-tiap kamar mandi biasanya disediakan kran air dingin dan kran air hangat. Air panas dialirkan dari tempat pemanasan dan penyimpanan air panas ke seluruh bangunan secara konveksi.

Keterangan gambar :

Pada saat air dalam ketel dipanasi, maka air panas dalam ketel naik mengisi tangki penyimpanan dan air dingin dalam tangki penyimpanan turun ke ketel pemanasan sehingga keseluruhan air dalam sistem menjadi panas. Jika kran A dibuka, air panas di bagian atas tangki penyimpanan keluar dan air dingin dari pusat persediaan air masuk ke tangki B melalui pipa dengan katub yang diatur oleh gerakan naik turunnya bola pelampung, sehingga jumlah air dalam sistem tetap. Demikian seterusnya sehingga air panas terus tersedia. Pipa C berfungsi untuk mengalirkan uap panas atau limpahan air yang terjadi karena pemanasan.

b.      Konveksi dalam udara

Arus konveksi pada udara atau gas terjadi ketika udara panas naik dan udara yang lebih dingin turun. Konveksi udara dapat dilihat pada gambar di bawah. Jika lilin dinyalakan akan terjadi aliran udara panas dalam alat. Dengan menggunakan asap dari obat nyamuk yang dibakar, aliran udara terlihat. Udara panas akan naik dan udara dingin akan turun. Penerapan konsep konveksi kalor dalam udara pada kehidupan sehari-hari dapat dilihat pada terjadinya angin laut, angin darat dan pembuatan cerobong asap pada tangki pabrik.

1)      Angin laut (terjadi siang hari)

Pada siang hari daratan lebih cepat panas dari pada lautan. Akibatnya udara di atas daratan naik, dan kekosongan tersebut akan digantikan oleh udara yang lebih dingin dari atas laut yang bertiup ke darat. Maka terjadilah angin laut.

2)      Angin darat (terjadi malam hari)

Pada malam hari daratan lebih cepat dingin dari pada lautan, karena daratan lebih cepat melepaskan kalor. Akibatnya udara panas di lautan naik dan kekosongan tersebut digantikan oleh udara yang lebih dingin dari atas daratan yang bertiup ke laut. Maka terjadilah angin darat

3)      Pembuatan cerobong asap pada tungku pabrik

Pada tungku pabrik biasanya dipasang cerobong asap agar selalu ada tarikan oleh udara ke atas. Sebelum ada pemanasan di dalam tungku, massa jenis udara dalam cerobong sama dengan massa jenis udara di luar cerobong. Setelah ada pemanasan, udara di dalam tungku memuai sehingga udara dari luar cerobong yang lebih dingin dan massa jenisnya lebih besar akan mendesak udara panas dalam cerobong ke atas. Semakin tinggi cerobong semakin besar tarikannya, sebab perbedaan massa jenis gas dalam cerobong dan massa jenis udara dari luar makin besar. Banyaknya kalor yang merambat tiap satuan waktu secara konveksi dapat dinyatakan dengan persamaan:

H = perambatan kalor tiap satuan waktu (Kal/det)

h = koefisien konveksi (Kal/m detoC)

A = luas penampang (m2)

DT = perbedaan suhu (oC)

Catatan: Persoalan perpindahan kalor secara konveksi sangat sulit.

3.      Radiasi

Antara bumi dengan matahari terdapat ruang hampa yang tidak memungkinkan terjadinya konduksi dan konveksi. Akan tetapi panas matahari dapat kita rasakan. Dalam hal ini kalor tidak mungkin berpindah dengan cara konduksi ataupun konveksi. Perpindahan kalor dari matahari ke bumi terjadi lewat radiasi (pancaran). Jadi radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Alat yang digunakan untuk mengetahui adanya radiasi (pancaran) kalor dinamakan termoskop. Dua buah bola lampu dihubungkan dengan pipa U berisi alkohol yang diberi warna. Bola lampu A dihitamkan, sedangkan bola lampu B tidak. Bila pancaran kalor jatuh pada bola A, tekanan gas di dalam bola A, bertambah besar dan permukaan alkohol di bawah B akan naik. Bila A dan B bersama-sama diberi pancaran kalor, permukaan alkohol di bawah A tetap turun dan permukaan alkohol di bawah B naik. Hal ini menunjukkan bahwa bola hitam menyerap kalor lebih banyak daripada bola lampu yang tidak dihitamkan.

Banyaknya kalor yang dipancarkan tiap satuan luas, tiap satuan waktu dapat dinyatakan dengan :

W = energi kalor tiap satuan luas tiap satuan waktu (Watt/m² K)

e = emisivitas, besarnya tergantung sifat permukaan benda.

t= konstanta stefan - Boltzman = 5,672.10^-8 watt m^-2 K^-4

T = suhu mutlak (K)

Catatan: Untuk benda hitam e = 1. Untuk benda bukan hitam 0 < e < 1

B.     ASAS BLACK

Kalor adalah energi yang dipindahkan dari benda yang memiliki temperatur tinggi ke benda yang memiliki temperatur lebih rendah sehingga pengukuran kalor selalu berhubungan dengan perpindahan energi. Energi adalah kekal sehingga benda yang memiliki temperatur lebih tinggi akan melepaskan energi sebesar QL dan benda yang memiliki temperatur lebih rendah akan menerima energi sebesar QT dengan besar yang sama. Secara matematis, pernyataan tersebut dapat ditulis sebagai berikut :

 

Persamaan diatas menyatakan hukum kekekalan energi pada pertukaran kalor yang disebut sebagai Asas Black. Nama hukum ini diambil dari nama seorang ilmuwan Inggris sebagai penghargaan atas jasa-jasanya, yakni Joseph Black (1728–1799). Ia menjabarkan bahwa :

·         Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama

·         Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas

·         Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila dipanaskan

Q = m c DT

Pengukuran kalor sering dilakukan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Jika kalor jenis suatu zat diketahui, kalor yang diserap atau dilepaskan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan temperatur zat tersebut. Kemudian, dengan menggunakan persamaan :

besarnya kalor dapat dihitung. Ketika menggunakan persamaan ini, perlu diingat bahwa temperatur naik berarti zat menerima kalor, dan temperatur turun berarti zat melepaskan kalor. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Salah satu mbentuk kalorimeter, tampak pada gambar di samping. Kalorimeter ini terdiri atas sebuah bejana logam dengan kalor jenisnya telah diketahui. Bejana ini biasanya ditempatkan di dalam bejana lain yang agak lebih besar. Kedua bejana dipisahkan oleh bahan penyekat, misalnya gabus atau wol. Kegunaan bejana luar adalah sebagai pelindung agar pertukaran kalor dengan lingkungan di sekitar kalorimeter dapat dikurangi. Kalorimeter juga dilengkapi dengan batang pengaduk. Pada waktu zat dicampurkan di dalam kalorimeter, air di dalam kalorimeter perlu diaduk agar diperoleh temperatur merata dari percampuran dua zat yang suhunya berbeda. Batang pengaduk ini biasanya terbuat dan bahan yang sama seperti bahan bejana kalorimeter. Zat yang diketahui kalor jenisnya dipanaskan sampai temperatur tertentu. Kemudian, zat tersebut dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi air dengan temperatur dan massanya yang telah diketahui. Selanjutnya, kalorimeter diaduk sampai suhunya tetap.

Rumus berikut adalah penjabaran dari rumus diatas :

(M₁ C₁) (T₁-T_a) = (M₂ C₂) (T_a-T₂)

Keterangan :

M₁ = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi

C₁ = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi

T₁ = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi

T_a = Temperatur akhir pencampuran kedua benda

M₂ = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

C₂ = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

T₂ = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

LATIHAN SOAL

1.      Suhu udara dalam sebuah ruangan sebesar 20 °C, sedangkan suhu permukaan jendela padaruangan tersebut 30 °C. Berapa laju kalor yang diterima oleh jendela kaca seluas 1,5 m²,  jika koefisien konveksi udara saat itu 7,5 x 10^-1 kal/s m² °C?

Penyelesaian :

AT = t₂— t₁ =30°C-20°C= 10°C
A =1,5m² 
h =7,5x10^-1kal/sm²°C

H =h.A.ΔT = (7,5 x 10^-1kal/sm²°C) (1,5 m²) (10°C) = 11,25kal

Jadi, laju kalor yang diterima oleh jendela kaca 11,25 kal

2.      Sebuah benda memiliki permukaan hitam sempurna bersuhu 127°C. Luas permukaan 300 cm² memancarkan energi ke lingkungan yang bersuhu 27°C. Tentukan energi per satuan waktu yang dipancarkan benda tersebut.

Penyelesaian :

e   = 1 (benda hitam)

T₁ = (273 + 127) = 400 K

T₂ = (273 + 27) = 300 K

A = 300 cm² = 3 x 10^-2 m²

s = 5,672 x 10^-8 watt/m²K⁴

                 = (1) (5,672 x 10^-8)[(400)⁴ – (300)⁴](3 x 10^-2) = 29,78 W

            Jadi, besar energi persatuan waktu yang dipancarkan oleh benda tersebut

adalah 29,78 W.

3.      Pada Suhu 2.000 K, Sebuah benda memancarkan energi SebeSar 480 J/s. Berapa energi yang dipancarkan benda tersebut pada Suhu 3.000 K?

Penyelesaian :

W1 : W2 = (T1 : T2)⁴ 

480 : W2 = (2000 : 3000)⁴

480 : W2 = 16 : 81

         W2 = 2430 J/s

Jadi, energi yang dipancarkan benda pada suhu 3000 K adalah 2430 J/s

4.      Batang logam dengan panjang 2 meter, memiliki luas penampang 20 cm² dan perbedaan temperatur kedua ujungnya 50 °C. Jika koefisien konduksi termalnya 0,2 kal/ms °C, tentukanlah jumlah kalor yang dirambatkan per satuan luas per satuan waktu.

Penyelesaian :

K = 0,2 kal/ms°C,

L = 2 meter,

DT = 50°C, dan

A = 20 cm2 = 2 × 10^–3 m².

0,2 kal/ms°C × (2× 10^-3 m²) x

Jadi, jumlah kalor yang dirambatkan per satuan luas per satuan waktu adalah 0,1 kal/s

5.      Suatu fluida dengan koefisien konveksi termal 0,01 kal/ms°C memiliki luas penampang aliran 20 cm2. Jika fluida tersebut mengalir dari dinding yang bersuhu 100°C ke dinding lainnya yang bersuhu 20°C, kedua dinding sejajar. Berapakah besarnya kalor yang dirambatkan?

Penyelesaian :

 h = 0,01 kal/ms°C,

Ta = 100°C,

Tb = 20°C, dan

A = 20 cm2 = 2 × 10^-3 m²

H = hA DT= 0,01 kal/ms°C × (2 × 10^-3 m²) × (100°C – 20°C) = 16 × 10^-4

kal/s

Jadi, besarnya kalor yang merambat dalam fluida per satuan waktu adalah 16 × 10^-4 kal/s

6.      Suatu kalorimeter berisi es (kalor jenis es = 0,5 kal/gK, kalor lebur es = 80 kal/g) sebanyak 36 g pada temperatur – 6°C. Kapasitas kalorimeter adalah 27 kal/K. Kemudian, ke dalam kalorimeter tersebut dituangkan alkohol (kalor jenis 0,58 kal/gK) pada temperatur 50° yang menyebabkan temperatur akhir menjadi 8°C. berapakah massa alkohol yang dituangkan (dalam gram) ?

Penyelesaian:

Tes = –6°C,

C = 27 kal/K,

mes = 36 g,

ces = 0,5 kal/gK,

Les = 80 kal/g,

cair = 1 kal/gK,

Talkohol = 50°C,

cal = 0,58 kal/gK, dan

temperatur akhir T = 8°C.

Berlaku Asas Black yang menyatakan kalor yang diserap sama dengan kalor yang dilepaskan. Es menyerap kalor, suhunya naik menjadi 0°C, kemudian melebur menjadi air, lalu naik suhunya menjadi 8°C. Kalor yang diserap es adalah

Qes = mes ces DT + mesLes + mes ces DT

      = 36 × 0,5 × (0 – (–6)) + 36 × 80 + 36 × 1 × 8

      = 3.276 kalori

Pada kalorimeter, temperatur naik dari –6°C menjadi 8°C sehingga kalorimeter menyerap panas sebesar

Qkal = C DT

      = 27 × (8 – (–6))

      = 378 kalori

Kalor yang dilepas alkohol diserap oleh es dan kalori meter sehingga

Qkal = Qes + Qkal

malkohol calkohol DT = 3.276 + 378

malkohol × 0,58 × 42 = 3.654

malkohol = 150 gram

Jadi, massa alkohol yang harus dituangkan supaya temperatur akhir menjadi 8°C adalah sebesar 150 gram.

7.      Dalam botol termos terdapat 230 gram kopi pada suhu 90^oC. Ke dalam botol tersebut ditambahkan suhu sebanyak 20 gram bersuhu 5^oC. Berapakah suhu campuran? (jika tidak ada kalor kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos. c_air = c_kopi = c_susu = 1 kal/g^oC)

Penyelesaian :
Soal tersebut adalah tentang penerapan azas Black.

S Q_serap = SQ_lepas

Dalam kasus di atas yang menyerap kalor adalah susu, sedang yang melepas adalah kopi. Jadi untuk menghitung suhu campuran, adalah:

m_susu.c_susu(T_c – 5) = m_kopi.c_kopi(90-T_c)
            20 (T_c – 5) = 230 (90-T_c)
                   25 T_c = 2080
                        T_c = 83,2^oC

Jadi suhu campuran kopi dan susu (T_c) adalah 83,2^oC atau dibulatkan 83^oC

SOAL SOAL

1.      Sebatang spatula yang terbuat dari kaca digunakan untuk mengaduk larutan yang bersuhu 50⁰C. Panjang spatula itu 0,25 m dan luas permukaannya 2,0 x 10^-3 m². Jika ujung spatula lainnya berada di ruangan yang bersuhu 20⁰C. Jumlah kalor yang mengalir sepanjang batang dalam 5 menit adalah.......( Konduktivitas termal kaca       0,8 W/mK )

a.       57,5 J

b.      57,6 J

c.       57,7 J

d.      57,8 J

e.       57,9 J

2.      Suhu kulit seseorang tanpa pakaian kira-kira 32⁰C. Jika orang tersebut berada dalam ruangan yang bersuhu 22⁰C dan luas permukaan tubuhnya 1,6 m². Banyaknya kalor yang dilepaskan tubuh orang melalui konduksi selama 5 menit yaitu......(h = 7,1 Js^-1m^-2K^-1)

a.       34.080 J

b.      34.081 J

c.       34.082 J

d.      34.083 J

e.       34.084 J

3.      Sebuah pelat baja tipis berbentuk persegi dengan panjang sisi 10 cm dipanaskan dalam sebuah tungku sampai suhunya  mencapai 727⁰C. Jika pelat baja itu memiliki emisivitas 0,9, laju kalor radiasinya adalah....

a.       510,3 J/s

b.      673,8 J/s

c.       543,2 J/s

d.      255,15 J/s

e.       500,6 J/s

4.      Sebuah lempeng baja mempunyai luas penampang 20 cm² panjang 50 cm. Jika perubahan suhuyang terjadi antara 2 titik yang jaraknya 1 m pada lempeng baja tersebut adalah 50^o C dan Konduktivitas kalor dari lempeng baja tersebut adalah 0,16 W/mK. Laju perpindahan kalornya adalah....

a.       1,67.10^-2 W/m²

b.      1,57. 10^-5  W/m²

c.       1,6. 10^-3  W/m²

d.      1,78. 10^-3  W/m²

e.       1,6. 10^-5  W/m²

5.      Sejenis gas beracun berada di dalam ruang tertutup berbentuk tabung dengan penampang melintang 80 cm². Jika terjadi perubahan suhu sebesar 80^oC dan koefisien konveksi gas tersebut adalah 80 W/mK maka  laju perpindahan kalor dalam gas beracun tersebut.......

a.       51,4 W/m

b.      52,4 W/m

c.       51,3 W/m

d.      52,3 W/m

e.       51,2 W/m

6.      Benda hitam sempurna luas permukaannya 1 m² dan suhunya 27 ºC. Jika suhu sekelilingnya 77 ºC, kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas adalah............

a.       376,72 watt/m²

b.      355,72 watt/m²

c.       357,72 watt/m²

d.      391,72 watt/m²

e.       400,72 watt/m²

7.      Dari soal nomor enam, energi total yang dipancarkan selama 1 jam adalah.....

a.       1.411.500 Joule

b.      1.410.120 Joule

c.       1.410.129 Joule

d.      1.410.555 Joule

e.       1.410.876 Joule

8.      Udara dingin pada temperatur 10°C dipaksakan melalui plat tipis yang memiliki temperatur 40°C. Koefisien perpindahan kalor (h) = 30 W/(m². °C). Laju aliran dari plat ke udara melalui plat jika luas permukaan A = 2 m² adalah.....

a.       1,8 kW

b.      2,8 kW

c.       3,8 kW

d.      4,8 kW

e.       5,8 kW

9.      200 gr air pada suhu 20`C dicampur dengan 300 gr air yang memiliki suhu 80`C. Suhu akhir campuran adalah.....

a.       56 ^oC

b.      58 ^oC

c.       60 ^oC

d.      62 ^oC

e.       64 ^oC

10.  Sepotong aluminium bermassa 500 gram dan memiliki suhu 30 ^oC dimasukkan ke dalam bejana berisi air bermassa 200 gram dan memiliki suhu 90 ^oC. Jika diketahui kalor jenis alumunium 0,22 kal/g C^o dan kalor jenis air 1 kal/g C^o, maka suhu akhir air dan aluminium adalah…

a.       20,3 ^oC

b.      42,2 ^oC

c.       68,7 ^oC

d.      80,5 ^oC

e.       100 ^oC

11.  Sepotong logam bermassa 300 gram bersuhu 80 ^oC dicelupkan ke dalam 200 gram air bersuhu 40 ^oC. Kalor jenis air = 1 kal/g C^o. Jika suhu akhir campuran logam dan air adalah 50^o C dan wadahnya tidak menyerap kalor, maka kalor jenis logam adalah…

a.       0,15 kal/g ^oC

b.      0,22 kal/g ^oC

c.       1,50 kal/g ^oC

d.      4,8 kal/g ^oC

e.       7,2 kal/g ^oC

12.  Dua buah bola sejenis bersuhu sama 40 ^oC, kedua bola massanya masing-masing 10 gram dan 40 gram. Kedua bola dimasukan ke dalam suatu fluida, sehingga suhu kedua bola naik menjadi 60^oC. Apabila kalor jenis bola 2 kal/gr C^o dan 1 kalori = 4,2 Joule maka selisih kalor yang diserap oleh masing-masing bola adalah…

a.       5,04 x 10³ Joule

b.      7,50 x 10³ Joule

c.       10,6 x 10³ Joule

d.      40 x 10³ Joule

e.       42 x 10³ Joule

13.  Sebuah gelas berisi air dingin dengan massa 200 gram pada suhu 20 derajat celcius dicampurkan dengan air panas bermassa 100 gram pada 80 derajat celcius. Jika gelas dianggap tidak menerima kalor suhu campuran dari air panas dan air dingin tersebut adalah ..........

a.       40 ^oC

b.      50 ^oC

c.       60 ^oC

d.      70 ^oC

e.       80 ^oC

14.  Sebongkah es 100 gram pada suhu 0 derajat celcius dicampurkan dengan air 200 gram pada suhu 70 derajat celicus. Jika es melebur seluruhnya suhu akhir campuran es dan air tersebut adalah.........

a.       10 ^oC

b.      20 ^oC

c.       30 ^oC

d.      40 ^oC

e.       50 ^oC

15.  Dua buah batang logam P dan Q dengan luas dan panjang yang sama disambungkan ujung-ujungnya. Suhu batang P adalah 80 derajat celcius, sedang suhu batang Q adalah 20 derajat celcius. Jika konduktivitas termal batang logam P dua (2) kali batang logam Q, suhu sambungan dua batang logam tersebut yaitu.........^oC

a.       45

b.      55

c.       60

d.      65

e.       75

RANGKUMAN

·         Perpindahan kalor secara konduksi (hantaran) adalah perpindahan kalor melalui zat perantara dimana partikel-partikel zat perantara tersebut tidak berpindah.

·         Konduktor (zat yang dapat menghantarkan panas dengan baik) antara lain: tembaga, aluminium, besi, dan baja.

·         Isolator (zat yang kurang baik menghantarkan panas), antara lain: kaca, karet, kayu, dan plastik.

·         banyaknya kalor H yang mengalir dari ujung bersuhu T₁ ke ujung bersuhu T₂ dapat dinyatakan dengan persamaan:

·         Perpindahan kalor secara konveksi (aliran) adalah perpindahan kalor karena aliran zat yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi pada zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan zat gas.

·         Banyaknya kalor yang merambat tiap satuan waktu secara konveksi dapat dinyatakan dengan persamaan:

·         radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara.

·         Banyaknya kalor yang dipancarkan tiap satuan luas, tiap satuan waktu dapat dinyatakan dengan :

·         Asas Black dapat dirumuskan sebagai berikut :

·        

Q = m c DT

Besarnya kalor dapat dihitung menggunakan persamaan :

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Asas Black. Dari : http://id.wikipedia.org/wiki/asas_black. Diakses Pada

22 Februari 2015

Anonim. 2013. Asas Black, Pokok Bahasan Kalor Fisika Kelas 10 Semester 2. Dari :

http://www.gomuda.com/2013/04/asas-black-fisika-kelas-10-semester-2.html.

Diakses Pada 22 Februari 2015

Anonim. 2013. Asas Black, Contoh Soal UN.

Dari : http://gurumuda.net/asas-black-contoh-soal-un.htm.    

Diakses Pada 22 Februari 2015

Anonim. 2013. Contoh Soal Konduksi Konveksi Dan Radiasi. Dari :

http://terunggah.blogspot.com/2013/09/contoh-soal-konduksi-konveksi-dan.html. Diakses Pada : 22 Februari 2015

Indrajit, Dudi. 2009. Mudah Dan Aktif Belajar Fisika Untuk Kelas X Sekolah

Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Jakarta : Pusat Perbukuan

Kurniawan, Agus. 2011. Contoh Soal Konveksi. Dari :

http://akurblog76.blogspot.com/2011/09/contoh-soal-konveksi.html. Diakses

Pada 22 Februari 2015

Milka. 2013. Contoh Soal Asas Black. Dari :

http://milka9bp2.blogspot.com/p/contoh-soal-asas-black.html. Diakses Pada

22 Februari 2015               

 

 

Nugroho. 2012. Cara Menyelesaikan Soal Fisika, Tentang Asas Black. Dari :

http://ketapang42.blogspot.com/2012/03/cara-menyelesaikan-soal-fisika-tentang.html. Diakses Pada 22 Februari 2015

Widodo, Tri. 2009. Fisika Untuk SMA/MA. Jakarta : Pusat Perbukuan.

Saripudin, Aip, dkk. 2009. Praktis Belajar Fisika Untuk Kelas X Sekolah Menengah

Atas / Madrasah Aliyah. Jakarta : Pusat Perbukuan.

 

 

KUNCI JAWABAN SOAL SOAL

1.      B

2.      A

3.      A

4.      C

5.      E

6.      D

7.      B

8.      A

9.      A

10.  C

11.  B

12.  A

13.  A

14.  B

15.  C