Kalor dan Pemuaian

Energi yang berpindah/mengalir dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lenih rendah untuk mencapai kesetimbangan termal disebut .....

• Panas

• Dingin

• Kalor

• Suhu

Satuan kalor dalam SI adalah …..

• Kelvin

• Kilogram

• kWH

• Joule

Perhatikan gambar di atas!

Gambar yang tepat untuk menunjukkan peristiwa konduksi adalah  …..

• (a)

• (b)

• (c)

• (d)

Pemuaian zat cair terjadi saat….....

• Zat cair dipanaskan

• Zat cair didinginkan

• Zat cair dibekukan

• Zat cair dileburkan

Perhatikan info teks dan gambar berikut!

 

MENGAPA PERLU CELAH?

Kereta api merupakan salah satu moda transportasi yang memiliki jalur khusus yaitu lintasan berupa rel. Pemasangan rel yang terbuat dari baja memerlukan teknik khusus terkait dengan sifat pemuaian zat yang sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu lingkungan.

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda akibat adanya kenaikan suhu benda tersebut. Pemuaian yang terjadi pada benda padat salah satunya adalah pemuaian panjang. Rel kereta api dapat memuai di siang hari yang panas. Oleh karena itu, di antara sambungan dua batang rel selalu diberi celah. Tujuannya adalah sebagai ruang muai antar rel sehingga dapat menghindari terjadinya rel melengkung akibat pemuaian batang rel.

Setiap batang rel kereta api memiliki dua bagian sisi, dimana pemuaian panjang dapat terjadi pada kedua sisi tersebut. Untuk menghindari terjadinya dorongan antar rel ketika suhu naik maka harus dapat memperkirakan pertambahan panjang maksimum batang rel yang mungkin terjadi. Jadi, celah antar rel agar tidak terjadi dorongan sehingga menyebabkan rel bengkok, lebih baik dengan membuat jarak sama dengan pertambahan panjang masing-masing batang rel. Pelat sambung umumnya digunakan pada batang rel dengan panjang 100-300 meter. Pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang awal benda (Lo), koefisien muai panjang (a) dan kenaikan suhu (T). Koefisien muai panjang suatu benda dipengaruhi oleh jenis benda itu sendiri. Hubungan antara perubahan panjang (L), panjang awal benda (Lo), perubahan suhu (T), dan koefisien muai panjang (a) dinyatakan sebagai L = Lo.a.ΔΤ.

Pekerja melakukan pemasangan rel kereta api di suatu daerah yang memiliki suhu minimum 20°C dan suhu maksimum 40°C. Panjang setiap batang rel yang digunakan adalah 100 meter. Untuk mendapatkan hasil maksimal pemasangan rel dilakukan pada suhu minimum. Jika pemasangan dengan memberi celah 22 mm antara kedua rel, maka .....

(a = 1,2 x 105/°C)

• Rel akan bengkok pada suhu udara maksimum, karena pertambahan panjang rel melebihi lebar celah.

• Rel tidak akan bengkok pada suhu udara maksimum, karena pertambahan panjang rel sesuai dengan lebar celah.

• Rel akan bengkok pada suhu udara minimum, karena pertambahan panjang rel kurang dari lebar celah.

• Rel tidak bengkok pada suhu udara minimum, karena pertambahan panjang rel sesuai dengan lebar celah.

Ketika kalian duduk di dekat api unggun, badan kalian akan terasa hangat. Mengapa demikian?

Perhatikan jendela yang ada di ruang kelas atau rumah kalian. Kaca kaca yang terpasang di jendela tersebut dipasang sedikit lebih longgar dari dudukannya (misalnya besi atau kayu). Mengapa dilakukan demikian?

Kalor berpindah dari .....

Suatu benda yang memiliki massa 200 gram dipanaskan sehingga suhunya naik 40°C. Jika kalor jenis benda tersebut adalah 0,9 J/g°C, maka kalor yang diserap adalah…

Perhatikan teks informasi berikut!

 

MELTING SNOW

 

Suku Eskimo, atau Esquimaux, adalah istilah yang digunakan untuk orang-orang yang bertempat tinggal di daerah kutub utara bumi, termasuk bagian paling timur Siberia. Bukan hal yang asing bahwa Suku Eskimo terkenal dengan orang-orangnya yang kuat bertahan hidup dengan suhu jauh dibawah 0°C bahkan hingga mencapai -45°C.

Kebutuhan air untuk minum pada suhu tersebut tentu sulit didapatkan, karena air mulai membeku pada suhu nol derajat celcius. Untuk mendapatkan air minum suku eskimo harus memanaskan es hingga menjadi air mendidih. Bisa dibayangkan berapa banyak kalor yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan air minum di tempat tersebut.

Kalor yang diberikan pada zat dapat mengubah suhu zat dan wujud zat. Besar kalor (Q) yang digunakan untuk mengubah suhu zat (delta T) pada massa (m) zat yang memiliki kalor jenis (c) ditentukan dengan Q = m.c.(delta T). Kalor (Q) yang digunakan untuk mengubah wujud zat bermassa (m) pada zat yang mempunyai kalor laten (L) dinyatakan dengan Q = m.L

Jika untuk kebutuhan minum, dipanaskan 5 kg es yang bersuhu -35°C sampai menjadi air mendidih bersuhu 87°C, maka kalor yang diperlukan untuk mencapai suhu tersebut adalah …..

(kalor jenis es 0,5 kal/gr°C; kalor lebur es 80 kal/°C; kalor jenis air 1 kal/gr°C; dan kalor uap air 540 kal/°C)