DISUSUN OLEH:

ASISA

NIM 101414029

JURUSAN BIOLOGI

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika

mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan

waktu, seperti yang kita pelajari dalam fisika yaitu fluida, suhu dan kalor.

Kehidupan sehari-hari sering dijumpai sebuah bejana atau drum yang berisi

penuh memancarkan air melalui lubang-lubang kecil yang berada pada dindingnya

dengan pancaran yang berbeda-beda jumlahnya sesuai dengan letak lubang tersebut

dari permukaan air dalam bejana. Demikian pula bendungan air selalu dibuat dengan

bagian bawahnya lebih tebal (lebar) daripada bagian atasnya. Kedua contoh ini

menunjukkan bahwa tekanan yang dilakukan oleh zat cair yang berada dalam

keadaan diam (tidak mengalir) berbeda-beda besarnya sesuai dengan letak titik

tersebut dari permukaan air itulah contoh dari fluida.

Lain halnya dengan suhu dan kalor ketika kita memanaskan air di dalam ketel,

makin besar nyala api berarti makin besar kalor yang diberikan pada air tersebut, dan

menghasilkan kenaikan suhu air yang lebih besar daripada kenaikan suhu air

sebelumnya. Jika kalor yang sama diberikan pada ketel berisi air lebih sedikit, maka

kenaikan suhu air lebih cepat daripada kenaikan suhu air yang berisi air lebih banyak.

Akibatnya, pemanasan untuk selang waktu tertentu, suhu air pada ketel yang berisi air

lebih sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan suhu air pada ketel yang berisi air

lebih banyak. Jadi jelaslah bahwa ada hubungan antara banyak kalor (Q), kenaikan

suhu (T), dan massa air (m).

Demikian, untuk lebih memperjelas dari pembahasan di atas sehingga kita

akan membahas makalah yang berjudul “Fluida dan Suhu”.

1

B. Rumusan Masalah

FLUIDA

A. Apa itu fluida?

B. Apa dan bagaimana statika fluida?

C. Apa dan bagaimana dinamika fluida?

SUHU DAN KALOR

A. Bagaimana temperatur dan pemuaian?

B. Bagaimana kalor dan perubahan wujud zat?

C. Bagaimana proses perpindahan kalor?

C. Tujuan

Untuk mengetahui dan memahami lebih jauh tentang konsep-konsep yang

berhubungan dengan materi fisika, khususnya materi yang berhubungan dengan

fluida dan suhu.

D. Manfaat

Kita dapat lebih mengetahui dan memahami tentang konsep-konsep yang

berhubungan dengan materi fluida dan suhu, serta penerapannya dalam kehidupan

sehari-hari.

2

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

FLUIDA

A. Definisi Fluida

Berbagai macam pengertian dari fluida diantaranya yaitu:

1. fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara kontinu bila

terkena tegangan geser walaupun relatif kecil kecil. Gaya geser adalah

komponen gaya yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas

permukaan tersebut menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu.

2. Fluida adalah gugusan yang tersusun atas molekul-molekul dengan jarak pisah

yang besar untuk gas dan kecil untuk zat cair. Molekul-molekul itu tidak

terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama

lain.

3. Fluida adalah benda yang dapat mengalami perubahan bentuk secara terus

menerus karena gaya gesek yang bekerja terhadapnya.

4. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir yang mempunyai partikel yang

mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa pemisahan massa. Ketahanan fluida

terhadap perubahan bentuk sangat kecil sehingga fluida dapat dengan mudah

mengikuti bentuk ruang.

B. Statika Fluida

1. Tekanan Fluida

Fluida adalah zat yang dapat mengalir baik berupa cairan maupun berupa

gas. Sedangkan statika fluida adalah fluida dalam keadaan diam.

Tekanan didefenisikan sebagai gaya persatuan luas

P= FA

= (gaya normal/ satuan luas)

3

A adalah elemen luas pada permukaan tertutup. Gaya oleh fluida pada

elemen luas adalah :

F=p Δ A , dimana F searah dengan Δ A .

p=ΔFΔA

p=limA→0

ΔFΔA

=dFdA

p adalah besaran skalar.

a. Tekanan dalam zat cair

Pandang suatu elemen volume di dalam fluida yang terletak pada jarak y

dari permukaan. Gaya horisontal, resultan gaya oleh tekanan fluida di sekitar

elemen = 0.

Gaya vertikal terdiri dari tekanan fluida dan berat elemen fluida. Dalam

keadaan diam ∑ F=0

P dx dz + g dx dy dz = (p + dp) dx dz.

dp = g dy

dpdy

=ρg

Jika tekanan pada permukaan adalah po dimana y = 0, maka :

p - po = gy

p = po + gy

b. Tekanan Udara

4

pgasPo

BA

y

po

poy

y1

y2

A B

Anggaplah bahwa kerapatan sebanding dengan tekanan :

ρρ0

=pp0

ρ=pp0

dpp

=gp0

dy

ln p−ln p0=−ρ0g

p0 yp=p0

−ρ0 gy

p0

dimana, po = tekanan udara pada permukaan

p = Tekanan udara pada ketinggian y

2. Mengukur Tekanan

a Mengukur dengan Manometer

Manometer adalah alat yang digunakan untuk

mengukur tekanan gas pada ruang tertutup.

Dalam keadaan setimbang, tekanan di titik

A = tekanan di titik B

p = po +

b. Barometer

Barometer adalah alat yang digunakan untuk

mengukur tekanan gas pada ruang terbuka.

Dalam keadaan setimbang :

po + gy1 = gy2

po = gy

5

F2

A2F1

A1

3. Hukum Pascal dan hukum Archimedes

a. Hukum Pascal

Seorang ilmuwan dari Perancis, Blaise Pascal (1623-1662) telah

menyumbangkan sifat fluida statis yang kemudian dikenal sebagai hukum

Pascal. Bunyi hukum Pascal itu secara konsep dapat dijelaskan sebagai

berikut.

“Jika suatu fluida diberikan tekanan pada suatu tempat maka tekanan itu akan

diteruskan ke segala arah sama besar.”

Dari hukum Pascal di atas dapat ditentukan perumusan untuk bejana

berhubungan pada seperti berikut.

Tekanan yang dilakukan pada zat cair yang

tertutup, diteruskan ke setiap bagian zat cair dan

dinding-dinding tempat zat cair sama besar.

p1 = p2

F1

A1

=F2

A2

b. Hukum Archimedes

Archimedes adalah seorang ilmuwan yang hidup sebelum masehi (287-

212 SM). Archimedes telah menemukan adanya gaya tekan ke atas atau gaya

apung yang terjadi pada benda yang berada dalam fluida (air). Pandangan

Archimedes dapat dirumuskan sebagai berikut.

“Jika benda dimasukkan dalam fluida maka benda akan merasakan

gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluidayang dipindahkan”.

6

y

A

F2

F1y1

y2

Gaya pada bidang atas :

F1 = (po + gy1) A

Gaya pada bidang bawah :

F2 = (po + gy2) A

Gaya tekan ke atas :

FA = F2 – F1

= poA + gy2A – poA - gy1A

= gy2A - gy1A

= gA (y2 – y1)

= gyA

FA = gV

Jika benda dimasukkan dalam fluida atau air maka akan ada tiga

kemungkinan keadaannya, yaitu: tenggelam, terapung dan melayang.

(a) Benda akan tenggelam dalam fluida jika gaya tekan keatasnya tidak

mampu menahan beratnya.

FA < w

(b) Benda melayang dalam fluida syaratnya gaya tekan keatasnya harus sama

dengan berat bendanya.

FA = w

(c) Benda terapung dalam fluida syaratnya sama dengan benda melayang

yaitu gaya tekan keatasnya harus sama dengan berat bendanya.

FA = w

Perbedaan yang perlu diperhatikan adalah benda terapung memiliki

bagian yang di atas permukaan air.

7

C. Dinamika Fluida

1. Kontinuitas

Pada fluida yang bergerak memiliki besaran yang dinamakan debit. Debit

adalah laju aliran air. Besarnya debit menyatakan banyaknya volume air yang

mengalir tiap detik.

Q=Vt

dengan : Q = debit (m3/s)

V = volume air yang mengalir (m3)

t = waktu aliran (s)

Apabila melalui sebuah pipa maka volume air yang mengalir memenuhi

V = A . S. Jika nilai ini disubstitusikan ke persamaan di atas dapat diperoleh

definisi baru sebagai berikut.

Q = A.st

Q = A . v

dengan : A = luas penampang (m2)

v = kecepatan aliran (m/s)

Pipa aliran fluida atau air biasanya memiliki penampang yang tidak

sama. Contohnya pipa PDAM. Pipa aliran yang ada di jalan-jalan besar

diameternya bisa menjadi 30 cm tetapi saat masuk di perumahan bisa mengecil

menjadi 10 cm dan mencapai kran di rumah tinggal 20 cm. Jika air mengalir

tidak termanfaatkan maka akan berlaku kekekalan debit atau aliran fluida dan

dinamakan kontinuitas. Kontinuitas atau kekekalan debit ini dapat dituliskan

sebagai berikut. Cermati persamaan tersebut.

Q1 = Q2

A1 v1 = A2 v2

2. Azas Bernoulli

8

Seperti penjelasan di depan, kalian tentu sudah tahu bahwa keadaan

fluida ada yang diam dan ada yang bergerak. Fluida diam memiliki tekanan

yang dinamakan tekanan hidrostatis, P = ρgh. Besarnya sesuai dengan energi

kinetik, P = ρ v2. Pada suatu fluida ternyata berlaku kekekalan tekanan.

Kekekalan tekanan ini pertama kali dijelaskan oleh Bernoulli sehingga dikenal

sebagai azas Bernoulli. Azas ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

P + ρgh + 12

ρv2 = kekal

Contoh berlakunya azas Bernoulli adalah

semprotan nyamuk. Coba perhatikan. Pada saat

udara dipompakan maka udara di atas selang

cairan akan bergerak cepat. Akhirnya tekanan

udara kecil dan cairan dapat tersedot ke atas.

Contoh peristiwa yang berlaku azas Bernoulli yang lain adalah seperti

pada kebocoran air di tangki. Sebuah bejana berisi penuh air. Bejana bocor pada

jarak h di bawah permukaan air. Kecepatan aliran kebocoran air dapat

ditentukan dengan Azas Bernoulli :

PA + ρghA +12

ρvA2 = PB + ρghB +12

ρvB2

Tekanan di titik A maupun B sama dengan tekanan udara PA= PB =

Pu, di titik A kecepatannya dapat dianggap nol vA = 0 karena luas

penampangnya jauh lebih besar dibanding kebocoran dan h = 0. Dari nilai-

nilai ini dapat diperoleh :

Pu + ρgh + ρ(0)2 = Pu + ρgh(0) +12

ρv2

V2 = 2 gh

V=√ 2g h

9

SUHU DAN KALOR

A. Temperatur dan Pemuaian

1. Temperatur

Konsep temperatur sebenarnya berawal dari perasaan manusia terhadap

materi yang disentuh atau dirasakannya. Manusia merasa “panas” pada siang

hari dan merasa “dingin” pada malam hari, atau merasa “panas” ketika

menyentuh air yang telah didihkan dan merasa “dingin” ketika menyentuh es.

Istilah temperatur atau suhu seringkali disalah artikan dengan istilah

panas. Temperatur menyatakan ukuran derajat panas suatu benda, sedangkan

panas adalah salah satu bentuk energi. Perasaan melalui sentuhan merupakan

cara yang paling sederhana untuk membedakan benda panas dengan benda

dingin, namun tidak akurat.

Pengukuran temperatur dalam kehidupan sehari-hari sangat penting.

Sebagai contoh; seorang dokter acapkali memeriksa temperatur (suhu)

pasiennya untuk mengetahui apakah ia demam atau tidak. Contoh lainnya

adalah sejumlah makanan tertentu harus dimasukkan kedalam ruang dengan

temparatur tertentu agar supaya tahan lama. Alat yang dipakai untuk

mengukur temperatur dengan teliti disebut termometer.

Banyak sifat fisis yang dapat diukur yang berubah sewaktu temperatur

yang ditanggapi secara psikologis berubah. Sifat fisis yang dimaksud itu

antara lain : volume sebuah cairan, panjang sebuah tongkat, hambatan listrik

atau kawat, warna sebuah kawat pijar (filamen) dan volume sebuah gas yang

dipertahankan dalam keadaan konstan. Masing-masing sifat tersebut disebut

sifat termometrik.

Misalkan X adalah sifat termometrik, T adalah temperatur maka,

T (X) = a X dengan a konstan

Dua temperatur yang diukur dengan termometer yang sama berada dalam

perbandingan yang sama dengan perbandingan nilai X-nya.

10

Τ ( Χ1)Τ (Χ 2)

=Χ1

Χ2

Untuk menentukan nilai konstan a ditentukan nilai titik tetap standar

dimana semua termometer harus memberikan bacaan yang sama untuk T (titik

triple air). Titik tetap ini dipilih pada titik dimana es, air, dan uap air bersama-

sama berada dalam kesetimbangan. Keadaan ini dicapai hanya pada tekanan

tertentu. Tekanan uap air pada titik triple adalah 4,58 mmHg. Pada titik

standar ini ditetapkan secara sebarang pada 273,16 Kelvin yang selanjutnya

disingkat K.

Jika nilai pada titik triple dinyatakan dengan indeks Tr, maka untuk

setiap termometer

Τ ( Χ )Τ (Χ Τr)

= ΧΧ Τr

atau T ( X )=273 ,16 ΚΧ

ΧΤr

Dengan mengganti sifat termometrik akan diperoleh :

- Untuk termometer cairan dalam gelas,

Τ ( L )=273 ,16 ΚL

LΤr

- Untuk gas pada tekanan konstan

Τ (V )=273 ,16 ΚV

V Τr

- Untuk gas pada volume konstan

Τ ( Ρ )=273 ,16 ΚP

PΤr

- Untuk termometer hambatan platina

Τ ( R )= 273 , 16 ΚR

RΤr

11

Hubungan antara dua skala termometer dapat ditentukan berdasarkan

perbandingan titik tetap atas (titik didih) dan titik tetap bawah (titik beku).

Misal, pada tekanan 1 atmosfir (atm),

- temperatur es mencair pada skala 320F

- temperatur uap air mendidih pada skala 2120F

- temperatur es mencair pada skala 00C

- temperatur uap air medidih pada skala 1000C

Perbandingan skala penunjukan termometer Fahrenheit dan Celsius

sebagai berikut :

Τ 0C−Titik Tetap Bawah (C )Τ 0 F−TitikTetap Bawah ( F )

=Titik Tetap Atas (C )−Titik Tetap Bawah (C )Titik Tetap Atas ( F )−Titik Bawah ( F )

Τ 0C−0

Τ 0 F−32=100−0

212−32

Τ 0C=59

(Τ 0 F−32 ) atau Τ 0 F=95

Τ 0C+32

Selanjutnya, diantara sekian banyak jenis termometer, maka

termometer volume cairan merupakan jenis paling populer karena kemudahan

dalam kalibrasi dan penggunaan. Termometer ini dibuat dari pipa kaca dengan

diisi cairan tertentu. Sebagai bahan untuk mengisi pipa termometer banyak

digunakan raksa (Hg) karena raksa mempunyai kelebihan sifat-sifat yaitu : (i)

pemuainya teratur, (ii) titik bekunya rendah (-39C) dan titik didihnya tinggi

(357 C), (iii) mudah dilihat, dan (iv) tidak membasahi dinding tempatnya.

Untuk mengukur temperatur suatu benda yang sangat rendah,

termometer raksa tidak lagi dapat digunakan karena raksa akan membeku

sebelum mencapai yang diukur untuk maksud itu, dapat digunakan

termometer alkohol (Titik beku alkohol pada –1120C dan titik didihnya 780C).

Berdasarkan tujuannya, dikenal jenis termometer :

12

1. Termometer klinik atau termometer demam

Termometer klinik umumnya digunakan untuk mengukur temperatur

tubuh manusia karenanya sering juga disebut termometer badan. Skala

termometer ini dibuat dari 350C sampai 420C.

2. Termometer maksimum atau minimum

Termometer ini digunakan untuk mengetahui maksimum dan

minimum cuaca di sekitar kita selama selang waktu tertentu. Misalnya, selama

satu minggu. Termometer ini dilengkapi dengan dua buah indeks yang terbuat

dari besi. Besi memiliki massa jenis yang lebih kecil daripada raksa. Oleh

sebab itu, besi dapat terapung di dalam air raksa, tetapi tenggelam di dalam

alkohol.

Selain termometer di atas dikenal pula termometer lain yang memiliki

ketelitian yang lebih tinggi antara lain:

- Termometer resistor (Termistor); termometer ini bekerja dengan

menggunakan hambatan sebagai sifat termometrik

- Termocuople; termometer ini bekerja dengan menggunakan gaya gerak

listrik sebagai sifat termometrik.

2. Pemuaian

Secara umum semua materi akan mengalami pemuaian jika

dipanaskan (kecuali air pada antara 00 C dan 40 C serta bismut). Pemuaian

tersebut terjadi ke segala arah sehingga semua ukuran benda akan mengalami

perubahan.

1. Pemuaian Benda Padat

Jika benda padat kita panaskan, partikel-partikelnya bergerak lebih

cepat daripada sebelumnya sehingga jarak antara partikel yang satu dengan

lainnya akan semakin besar. Oleh sebab itu, ukuran panjang, luas, maupun

volumenya bertambah besar.

13

a. Muai Panjang

Tiap materi memiliki pemuaian yang berbeda-beda, sehingga untuk

membedakan sifat muai berbagai zat digunakan konsep koefisien muai. Untuk

pemuaian panjang digunakan konsep koefisien muai panjang yang dapat

didefenisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan

panjannya semula untuk tiap kenaikan satu satuan temperatur.

Jika koefisien muai panjang dinyatakan dengan lambang , panjang

batang sebelum dipanaskan adalah 10 dan panjang batang sesudah dipanaskan

adalah 1, maka setelah dipanaskan selama T, pertambahan panjang 1-10= 1.

Besaran-besaran di atas dapat disajikan dalam bentuk

α= Δℓℓ0 ΔΤ

atau Δℓ=α ℓ0 Δ Τ

Dengan demikian besarnya perubahan panjang benda setelah

dipanaskan bergantung pada:

perubahan temperatur,

panjang mula-mula, dan

jenis bahannya.

14

Kofesien muai panjang untuk beberapa jenis bahan dapat dilihat

didalam tabel dibawah ini Nilai kofisien nilai panjang untuk beberapa jenis

bahan dalam satuan 0C-1 atau K-1

Tabel 6.1. koefesien muai panjang dari beberapa jenis zat padat

Jenis Bahan Koefesien Muai Panjang (0C-1)

Kaca

Baja

Alimanium

Pierk

Platina

Tembaga

0,000009

0,000011

0,000026

0,000003

0,000009

0,000007

b. Muai luas

Jika benda yang dipanaskan tidak berbentuk batang misalnya

berbentuk keping empat persegi panjang, atau keping lingkaran, maka yang

akan diperhatikan adalah muai luasnya

Kofisien muai luas ini dinyatakan dengan simbol

β= ΔAA0 ΔΤ

dengan β=2 α

c. Muai ruang.

Jika benda tidak berbentuk batang ataupun keping, tetapi berbentuk

balok, bola dan sebagainya maka yang diperhatikan adalah muai rungannya

15

sebab mulai benda kesemua arah (kearah panjang, lebar, dan tingginya) tidak

boleh diabaikan

Koefisien muai ruang ini dinyatakan dengan simbol

γ= ΔVV 0 ΔΤ

dengan γ=3 α

2. Pemuaian Zat Cair

Pemuaia zat cair sebenarnya sudah teramati dalam termometer

(silahkan Anda pikirkan !). Cara lain untuk menyelidiki sifat muai pada zat

cair yaitu dengan menggunakan alat yang terdiri atas bejana kaca yang

dilengkapi dengan pipa kaca. Masing-masing alat diisi dengan zat cair yang

berlainan, misalnya minyak tanah, minyak sayur, dan minyak olie dengan

volum yang sama, sehingga permukaan zat cair yang tampak pada pipa kaca

sama tinggi. Kemudian semua alat tadi dimasukkan seluruhnya ke dalam bak

air. Jika air dalam bak dipanaskan sambil diaduk, setelah beberapa lama, akan

nampak bahwa permukaan setiap zat cair besarnya berbeda. Nilai koefesien

muai ruang zat cair untuk beberapa jenis zat.

Tabel 6.2. Koefesien muai ruang zat cair untuk beberapa jenis zat

Jenis Zat Cair Koefesien Muai Ruang

Alkohol (menthy)

Alkohol (ethyl)

Gliserin

Minyak parafin

Raksa

0,0012

0,0011

0,0005

0,0009

0,0002

16

3. Pemuaian Gas

Pengaruh temperatur terhadap gas, dapat dilihat dengan menggunakan

dilatometer dapat dinaikkan temperaturnya dengan jalan memegang bola

dilatometer dengan tangan dengan asumsi temperatur tangan lebih tinggi

daripada temperatur udara. Jika udara dalam bola kaca naik temperaturnya,

pada ujung pipa dilatometer akan nampak gelembung-gelembung udara keluar

dari ujung pipa. Peristiwa ini menunjukkan bahwa karena kenaikan temperatur,

udara dalam dilatometer memuai dan mendesak zat cair untuk keluar dari pipa.

Jika pemuaian volum gas tersebut dibatasi sehingga tidak bebas

mengembang, gas akan memberikan tekanan yang besar. Oleh sebab itu, jika

tempatnya tidak dapat menahan tekanan gas, tempat itu akan pecah. Dari hasil

eksperimen, dapat diketahui bahwa muai untuk semua jenis gas nilainya sama

yaitu 1/273 K.

B. Kalor dan Perubahan Wujud Zat

1. Kalor

Bila dua sistem yang temperaturnya berbeda disatukan, maka

temperatur yang dicapai oleh kedua sistem tersebut berada diantara dua

temperatur yang dicapai oleh kedua sistem tersebut berada diantara dua

temperatur awal. Hasil eksperimen Benyamin Thompson dalam pemboran

meriam menunjukkan bahwa kalor timbul akibat adanya energi mekanik atau

dengan kata lain kalor merupakan salah bentuk energi. Hal ini didukung oleh

hukum kekekalan energi bahwa energi dapat berubah bentuk dan dapat

berpindah dari suatu sistem ke sistem yang lain.

a. Kuantitas Kalor dan Kalor Jenis

Jika 1 gram air dinaikkan dari 250C hingga 260C (1 derajat) dapat

dikatakan bahwa pada 1 gram air tersebut telah diberikan (telah menerima) 1

kalori kalor. Sebaliknya 1 gram air yang turunnya 1 derajat dikatakan

17

kehilangan 1 kalori kalor. Banyaknya kalor yang diterima/dilepas ini

didefenisikan sebagai kuantitas kalor Q.

Besar kuantitas kalor Q dipengaruhi oleh massa zat, perubahan

temperaturnya dan jenis zat. Hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan:

Q = m . c. T

dimana, m = massa zat,

c = kalor jenis zat,

T = Selisih temperatur akhir dengan awal

Azas Black

Kita ketahui bahwa kalor berpindah dari satu benda yang bersuhu tinggi

ke benda yang bersuhu rendah. Perpindahan ini mengakibatkan terbentuknya

suhu akhir yang sama antara kedua benda tersebut. Ketika membuat susu atau

kopi, Sewaktu susu diberi air panas, kalor akan menyebar ke seluruh cairan susu

yang dingin, sehingga susu erasa hangat. Suhu akhir setelah percampuran antara

susu dengan air panas disebut suhu termal (keseimbangan). Kalor yang

dilepaskan air panas akan sama besarnya dengan kalor yang diterima susu yang

dingin. Kalor merupakan energi yang dapat berpindah, prinsip ini merupakan

prinsip hukum kekekalan energi. Hukum kekekalan energi di rumuskan pertama

kali oleh Joseph Black (1728 – 1899). Oleh karena itu, pernyataan tersebut juga

di kenal sebagai asas Black. Joseph Black merumuskan perpindahan kalor antara

dua benda yang membentuk suhu termal sebagai berikut.

Qlepas = Qterima

Keterangan:

Qlepas = besar kalor yang diberikan (J)

Qterima = besar kalor yang diterima (J)

18

2. Perubahan Wujud

Pemberian kalor pada suatu zat itu tidak selalu menyebabkan

temperaturnya naik. Pada saat tertentu selama pemberian kalor tidak terjadi

perubahan temperatur. Pada keadaan ini terjadi perubahan wujud, misalnyna

dari wujud padat menjadi cair, atau dari cair menjadi gas.

1. Melebur dan Membeku

Pada saat zat membeku, meskipun didinginkan, temperatur zat itu tetap,

selama masih ada yang berwujud cair. Ini berarti bahwa pada waktu membeku

zat tetap melepaskan kalor. Pada waktu meleburpun temperatur zat tetap,

meskipun zat terus dipanaskan ini berarti bahwa pada waktu melebur zat

memerlukan kalor.

Kalor yang diperlukan atau dilepaskan oleh berbagai zat yang massanya

sama ketika melebur atau membeku ternyata berbeda-beda bergantung pada

jenis zat. Untuk membedakan kalor yang diperlukan atau dilepaskan ini

digunakan konsep kalor laten, atau kalor tersembunyi sebab kalor itu tidak

tampak. Dalam bentuk perubahan temperatur. Kalor yang diperlukan untuk

melebur disebut kalor laten peleburan, atau kalor lebur, sedangkan kalor yang

dilepaskan pada waktu zat membeku disebut kalor laten pembekuan, atau kalor

beku. Kedua jenis kalor tersebut untuk zat yang sama adalah sama. Kalor lebur

sama dengan kalor beku. Kalor lebur suatu zat didefenisikan sebagai kalor yang

diperlukan untuk melebur satu satuan massa zat itu sampai seluruhnya melebur

pada titik leburnya. Bila untuk zat yang massanya m diperlukan kalor sebesar Q

untuk meleburkan seluruh zat itu pada titik leburnya, maka berdasarkan defenisi

di atas, kalor lebur L zat itu adalah:

L = Q/ L atau Q = mL

2. Menguap dan Mengembun

Menguap ialah perubahan ujud zat cair menjadi gas atau uap. Beberapa

jenis zat seperti kapur barus dan iod, dapat langsung berubah wujud dari padat

19

menjadi uap. Peristiwa ini diberi nama khusus yaitu sublimasi. Peristiwa

sebaliknya yaitu dari uap langsung menjadi padat, juga disebut sublimasi.

Penguapan atau pengembunan dapat terjadi pada setiap temperatur.

Kalor laten penguapan/pengembunan suatu zat dapat didefinisikan sebagai kalor

yang diperlukan/dilepaskan pada waktu satu satuan massa zat itu

menguap/mengembung pada titik didih normalnya.

C. Perpindahan Kalor

Telah dibahas sebelumnya bahwa kalor sebagai salah satu bentuk energi

dapat berpindah dalam satu sistem atau dari suatu sistem kesistem yang lain.

Perpindahan kalor adalah perpindahan energi. Berdasarkan prosesnya, di kenal

tiga cara kalor dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain, yaitu;

1. Cara konduksi

Bila dipanaskan ujung sepotong logam sambil memegang ujungnya

yang lain, berapa waktu kemudian ujung yang lainnya juga menjadi panas.

Kalor dapat meramdat melalui batang logam tanpa ada bagian-bagian logam

yang pindah bersama kalor itu. Inilah yang disebut konduksi. Satu syarat

terjadinya konduksi kalor pada suatu zat ialah adanya perbedaan temperatur

antara dua tempat di dalam zat itu. Kalor pindah dari tempat yang

temperaturnya tinggi ke tempat yang temperaturnya rendah.

Berdasarkan kemampuan zat mengantarkan kalor dengan cara konduksi,

zat dapat digolong-golongkan menjadi dua golongan besar, yaitu konduktor dan

isolator.

Banyaknya kalor Q yang mengalir dari ujung temperatur T1 ke ujung

bertemperatur T2 dapat dinyatakan dengan persamaan:

Q = kLtd

ΔΤ

k pada persamaan ini merupakan satu tetapan yang bergantung pada jenis satu

zat yang disebut konduktivitas termal (konduktivitas kalor).

20

2. Konveksi

Pada konveksi kalor pindah karena berpindahan fluida (zat cair atau

gas) yang menerima kalor (dipanaskan). Perpindahan fluida pada konveksi

ada yang terjadi secara alamiah, ada yang terjadi karena dialirkan

(perpindahan “paksa”). Karena itu dibedakan dua macam konveksi yaitu

konveksi alamiah dan konduksi paksa. Arus zat alir yang terjadi karena

konveksi arus zat alir disebut arus konveksi.

3. Radiasi

Pada radiasi energi yang berpindah dengan cara merambat tanpa

memerlukan zat perantara. Perpindahan ini terjadi dalam bentuk gelombang

elektromagnetik. Karena tidak membutuhkan perantara seperti halnya

konveksi, radiasi terjadi pada setiap benda yang memiliki kalor yang lebih

tinggi terhadap benda yang memiliki kalor yang lebih rendah. Besarnya kalor

yang diradiasikan oleh suatu benda bergantung pada pangkat empat

temperatur mutlak benda tersebut.

Secara matematis pernyataan besar kalor radiasi dapat dituliskan:

E = e T4 (6-15)

Dengan e adalah emisivasi termal (0<e<1, bergantung pada zat),

kontanta boltzman 5,7.10-8 Wm-2K-4 dan T temperatur mutlak benda.

21

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan

1. FLUIDA

a) Fluida statis memiliki tekanan yang tergantung pada massa jenis dan

kedalamannya. P = ρ g h

b) Jika sebuah benda dirasakan dalam fluida maka benda akan merasakan gaya

tekan ke atas sebesar: F = ρ g V

c) Ada tiga keadaan benda akibat pengaruh gaya tekan ke atas atau gaya

Archimedes:a. Tenggelam: w > FA,b. Melayang: w = FA,c. Terapung: w = FA

d) Fluida yang bergetar yang tidak termampatkan akan memenuhi kekekalan debit

atau kontinuitas: A1 v1 = A2 v2

e) Azas Bernoulli menjelaskan tentang kekekalan tekanan:P +1/2 ρ v2 + ρ g h =

tetap

2. SUHU DAN KALOR

a) Suhu merupakan derajat panas atau dinginnya suatu benda.

b) Berdasarkan penetapan skala termometer dibedakan menjadi empat jenis,

yaitu termometer Celsius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin.

c) Kalor adalah salah satu bentuk energi panas yang dapat berpindah dari benda

yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

d) Perpindahan kalor ada tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

B. Saran

Dari makalah ini, sekiranya perlu Pembelajaran lebih lanjut mengenai fluida,

suhu dan kalor. Sehingga, demikian kita dapat lebih memahami dan mengerti

mengenai teori, konsep-konsep fluida, suhu dan kalor, dan dapat mengaplikasikannya

ke dalam kehidupan sehari-hari.

22

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. http://definisi-fluida.com. Diakses pada tanggal 10 Januari 2011 di Makassar.

Anonim. 2010. http://suhu-kalor.com. Diakses pada tanggal 12 Januari 2011 di Makassar.

Tim Pengajar. 2007. Fisika Dasar. Makassar : Jurusan Fisika Universitas Negeri Makassar.

23

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas

segala limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan makalah ini yang berjudul “fluida, suhu dan kalor”.

Penulis menyadari bahwa di dalam pembuatan makalah ini berkat bantuan dan

tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan tidak lepas dari bantuan berbagai pihak untuk itu

dalam kesempatan inipenulis menghaturkan rasa hormat dan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada semua pihak yang membantu dalam pembuatan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan makalah ini masih jauh dari

kesempurnaan baik materi maupun cara penulisannya. Namun demikian penulis telah

berupaya dengan segala kemampuan dengan pengetahuan yang dimiliki sehingga

dapat selesai dengan baik dan oleh karenanya, penulis dengan rendah hati dan tangan

terbuka menerima masukan, saran, dan usul guna penyempurnaan makalah ini.

Akhirnya penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi seluruh

pembaca.

Makassar, Januari 2011

Penulis

i24

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................................. i

KATA PENGANTAR........................................................................................... ii

DAFTAR ISI......................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah........................................................................ 1

B. Rumusan Masalah ................................................................................. 2

C. Tujuan.................................................................................................... 2

D. Manfaat.................................................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

FLUIDA

A. Definisi Fluida.............................................................................. 3

B. Statika Fluida ............................................................................... 3

C. Dinamika Fluida........................................................................... 8

SUHU DAN KALOR

A. Temperatur dan Pemuaian............................................................ 10

B. Kalor dan Perubahan Wujud Zat............................................................ 17

C. Perpindahan Kalor ....................................................................... 20

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan................................................................................... 22

B. Saran...................................................................................................... 22

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ 23

ii25