Lakukan
percobaan berikut. Masukkan sebongkah es (kira -kira sebesar kepalan tangan)
dengan massa m kilogram (kg) ke dalam
beker gelas dan letakkan pada kasa kaki tiga seperti.
gambar 2.1 berikut.
Berapa
derajat Celsius temperatur es mula -mula ? Misalkan -4°C Nyalakan bunsen bersamaan dengan
mengaktifkan jam henti (stop watch). Amati baik-baik apa yang terjadi dalam
proses pemanasan ini. Peristiwa apa yang mula -mula terjadi ? Peristiwa apa
yang terjadi pada saat proses berlangsung ? Peristiwa apa yang terjadi pada
akhir proses ?
Gambarkan semua peristiwa yang terjadi dalam
satu grafik !
Grafik pada gambar 2.2 dapat dijelaskan proses demi proses sebagai
berikut.
Proses
AB.
Es
dengan temperatur -4°C dipanaskan. Dalam arti, api bunsen memberikan
kalor (jumlah panas) kepada tabung yang berisi es yang mempunyai temperatur
lebih rendah dari api bunsen. Pemanasan
dilakukan pada tekanan tetap. Dengan kata lain, pemanasan dilaksanakan di bawah
tekana n udara luar sebesar 1 atmosfer = 1,013 x 105 pascal (Pa). Akibat
pemanasan ini ialah temperatur es naik menjadi 0°C. Ini berarti, ada kalor (jumlah
panas) yang digunakan untuk menaikkan rasa panas (rasa kepanasan atau temperatur) es di bawah
tekanan uda ra luar sebesar 101,3 kPa.
Proses BC.
Es
dengan temperatur 0°C dipanaskan, sehingga semua es berubah menjadi
air dengan temperatur 0°C. Ini berarti ada kalor (jumlah panas)
yang digunakan untuk merubah tingkat
wujud (fase) es (padat) menjadi air (cair) di bawah tekanan udara luar sebesar
101,3 kPa. Kenyataannya, pada proses perubahan fase temperatur zat tetap, yaitu 0°C. Jadi pada proses perubahan fase
temperaturnya tetap.
Proses CD.
Air
dengan temperatur 0°C dipanaskan,
sehingga temperaturnya naik sampai 100°C.
Dalam proses ini ada kalor (jumlah panas) yang digunakan untuk menaikkan
rasa kepanasan atau temperatur air.
Proses
DE.
Air dengan temperatur 100°C dipanaskan,
sehingga air berubah fasenya menjadi uap air dengan temperatur 100°C. Dalam
proses ini ada kalor (jumlah panas) yang digunakan untuk merubah wujud air
(fase cair) menjadi uap air (fase gas) dengan temperatur yang tetap di bawah
tekanan udara luar yang tetap, yaitu: 1 atmosfer. Proses perubahan fase ini
berjalan cukup lama, dari proses mend idih sampai pada proses penguapan secara
perlahan -lahan.
Penjelasan
di atas memberikan beberapa hal yang
perlu diperhatikan, antara lain:
1.
Rasa kepanasan ( hot) suatu benda yang disebut temperatur.
2.
jumlah panas yang menyebabkan perubahan rasa
kepanasan y ang disebut kalor atau bahang (heat ).
3.
Boleh dinyatakan: (a) temperatur merupakan
tingkat atau derajat panasnya suatu benda yang menentukan arah perpindahan
kalor. (b) temperatur merupakan besaran yang dimiliki oleh dua benda atau lebih
yang bersentuhan mel alui dinding diatermis yang ada dalam keadaan setimbang
termal. Pada contoh di atas dinding diatermis berwujud tabung yang terbuat dari
gelas.
4.
Perubahan fase merupakan perubahan tingkat wujud zat,
misalnya: tingkat wujud padat ke cair, tingkat wujud cair k e gas. Pada proses
perubahan fase pada tekanan tetap, temperatur benda selalu tetap. Kalor yang
diberikan atau kalor yang dilepaskan pada saat perubahan fase harganya juga
tetap dan disebut sebagai kalor laten.
5.
Kalor yang diberikan pada proses kenaikan te mperatur
bergantung pada jenis benda dan sebanding dengan massa benda serta kenaikan
temperatur benda. Jenis benda ditandai dengan besaran yang disebut kapasitas
kalor benda. Kapasitas kalor
didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah panas yang dibe rikan kepada
suatu benda dengan kenaikan temperatur benda.
Definisi
ini dapat diformulasikan secara matematissebagai berikut.
C = dQ / dT dengan satuan J K-1 ………… (2.1)
Kapasitas
kalor jenis didefinisikan sebagai kapasitas kalor per massa benda. Definisi ini
dapat diformulasikan secara matematis sebagai berikut.
c = C
: m = dQ / m
dT dengan satuan J Kg-1K-1 .………… (2.2)
Persamaan 2.2
biasa ditulis seperti persamaan 2.3
berikut.
dQ = m
c dT dengan satuan J. ………….. ( 2.3)
Perubahan fase pada contoh di atas dapat
dijelaskan lebih lengkap dengan gambar 2.3
berikut.
Air
(H2O) dalam fase padat bentuk dan volumenya tidak berubah. Air dalam fase padat
disebut es. Jika es dinaikkan temperaturnya, es mulai mencair dan akhirnya es
berubah menjadi air semuanya. Dalam perubahan fase dari fase padat ke fase cair
temperatur zat tetap dan disebut sebagai titik lebur. Kalor yang terlibat dalam
perubahan fase ini disebut kalor laten, dalam hal ini disebut kalor lebur. Sed
angkan proses perubahan fase padat ke fase cair disebut mencair.
Air
(H2O) dalam fase cair disebut air. Air volumenya tetap tetapi bentuknya berubah
-ubah sesuai dengan wadahnya. Jika air dinaikkan temperaturnya, maka air mulai
mendidih dan berubah sifatn ya menjadi uap air (H2O). Dalam perubahan fase dari
fase cair ke fase gas temperatur zat tetap dan disebut sebagai titik uap. Kalor
yang terlibat dalam perubahan fase ini disebut kalor laten, dalam hal ini
disebut kalor penguapan. Sedangkan proses perubah an fase cair ke fase gas
disebut menguap.
Proses
sebaliknya adalah perubahan fase gas ke fase cair dan dari fase cair ke fase
padat.perubahan dari fase gas ke fase cair zat melepaskan kalor dan
temperaturnya turun. Dalam perubahan fase ini dikenal titik embun dan kalor yang terlibat di dalamnya
disebut kalor pengembunan. Proses perubahan fase gas ke fase cair disebut
mengembun.
Sedangkan
pada proses perubahan fase cair ke fase padat dikenal titik beku dan kalor yang
terlibat di dalamnya disebut sebagai kalor pembekuan. Proses perubahan fase
cair ke fase padat disebut membeku. Jika
kondisi alam memungkinkan, maka fase gas dapat berubah langsung ke fase padat
atau sebaliknya. Perubahan dari fase gas ke fase padat disebut menyublim. Dalam
peristiwa menyublim dikenal titik sublimasi dan kalor yang terlibat di dalamnya
disebut kalor sublimasi. Sedangkan perubahan dari fase padat ke fase gas
disebut melenyap (ada orang yang menyebut menyublim). Dalam peristiwa melenyap
dikenal titik lenyap (ada orang yang menyebut titik sublimasi) dan kalor yang
terlibat di dalamnya disebut kalor pelenyapan (ada orang yang menyebut kalor
sublimasi).
Dari
uraian tersebut di atas dikenal temperatur tetap pada perubahan fase zat,
yaitu:
1.
titik embun
= titik uap
2.
titk
lebur =
titik beku dan
3.
titik sublimasi =
titik lenyap.
Dari
uraian tersebut di atas juga dikenal istilah kalor laten, yaitu kalor yang
diperlukan atau dilepaskan pada saat perubahan fase zat. Kalor laten tersebut
adalah:
1.
kalor pengembunan =
kalor penguapan
2.
kalor lebur
= kalor beku dan
3.
kalor sublimasi =
kalor pelenyapan
.jpg)
0 komentar:
Posting Komentar