Kapasitas Panas,Kapasitas Kalor

Kapasitas Panas,Kapasitas Kalor

A.    Kapasitas Panas

The  pada volume konstan nR = 1 J · K ^-1 gas apapun, termasuk gas ideal adalah:

( ∂U / ∂T )_V = ĉ_V

Ini adalah kapasitas panas berdimensi pada volume konstan, yang umumnya merupakan fungsi dari suhu karena gaya antarmolekul. Untuk suhu moderat, yang konstan untuk gas adalah monoatomic C_V = 3/2 sedangkan untuk gas diatomik adalah  C_v=5/2. Hal ini terlihat bahwa pengukuran makroskopik pada kapasitas panas memberikan informasi tentang struktur mikroskopis dari molekul.

Kapasitas panas pada tekanan konstan 1 · K ^-1 gas J ideal adalah:

Ĉ_{P =}  ( ∂H / ∂T )_P = ĉ_V + R

H = U + Pv dimana adalah  gas.

Kadang-kadang, perbedaan dibuat antara gas ideal, di mana _CV dan Cp bisa bervariasi dengan tekanan dan temperatur, dan yang hal ini tidak terjadi.

B.     Kapasitas kalor atau Harga air / Nilai air (H)

            Kapasitas kalor suatu zat ialah banyaknya kalor yang diserap/dilepaskan untuk menaikkan/menurunkan suhu 1⁰ C

            Jika kapasitas kalor/Nilai air = H maka untuk menaikkan/menurunkan suhu suatu zat sebesar Dt diperlukan kalor sebesar :

Q = H . ∆t

Q   dalam satuan k kal atau kal

H   dalam satuan k kal / ⁰C atau kal / ⁰C

Dt  dalam satuan ⁰C

C.     Kalor Jenis (c)

            Kalor jenis suatu zat ialah : banyaknya kalor yang diterima/dilepas untuk menaikkan/menurunkan suhu 1 satuan massa zat sebesar 1⁰ C.

Jika kalor jenis suatu zat = c, maka untuk menaikkan/menurunkan suatu zat bermassa m, sebesar Dt  ⁰C, kalor yang diperlukan/dilepaskan sebesar :

Q = m.c.∆t

Q    dalam satuan k kal atau kal

m    dalam satuan kg atau g

c     dalam satuan k kal/kg ⁰C atau kal/g ⁰C

                 Dt   dalam satuan ⁰C

                 Dari persamaan di atas dapat ditarik suatu hubungan :

                               H . Dt = m . c . Dt

D.    Rambatan Kalor

Panas dapat dipindahkan dengan 3 macam cara, antara lain :

a.       Secara konduksi (Hantaran)

b.      Secara konveksi (Aliran)

c.       Secara Radiasi (Pancaran)

a.       KONDUKSI.

Pada peristiwa konduksi, atom-atom zat yang memindahkan panas tidak berpindah tempat tetapi hanya bergetar saja sehingga menumbuk atom-atom disebelahnya, (Misalkan terdapat pada zat padat) Banyaknya panas per satuan waktu yang dihantarkan oleh sebuah batang yang panjangnya L, luas penampang A dan perbedaan suhu antara ujung-ujungnya Dt, adalah :

k adalah koefisien konduksi panas dari bahan dan besarnya tergantung dari macam bahan. Bila k makin besar, benda adalah konduktor panas yang baik. Bila k makin kecil, benda adalah isolator panas.

H = k . A .

k adalah koefisien konduksi panas dari bahan dan besarnya tergantung dari macam bahan. Bila k makin besar, benda adalah konduktor panas yang baik. Bila k makin kecil, benda adalah isolator panas.

b.      KONVEKSI.

Pada peristiwa ini partikel-partikel zat yang memindahkan panas ikut bergerak. Kalor yang merambat per satuan waktu adalah :

H = h . A . ∆t

      h = koefisien konveksi

            misalkan pada zat cair dan gas.

c.       RADIASI.

Adalah pemindahan panas melalui radiasi energi gelombang elektromagnetik. Energi panas tersebut dipancarkan dengan kecepatan yang sama dengan gelombang-gelombang elektromagnetik lain di ruang hampa (3 x 10⁸ m/det)

Banyaknya panas yang dipancarkan per satuan waktu menurut Stefan Boltzman adalah :

W	=	Intensitas radiasi yang dipancarkan per satuan luas, dinyatakan dalam : J/m2.det atau watt/m2
E	=	Emisivitas (Daya pancaran) permukaan
t	=	Konstanta umum = 5,672 x 10 –8
T	=	Suhu mutlak benda Besarnya harga e tergantung pada macam permukaan benda 0 £ e £ 1   e=1 -          Permukaan hitam sempurna (black body) -          Sebagai pemancar panas ideal. -          Sebagai penyerap panas yang baik. -          Sebagai pemantul panas yang jelek. E=0 -          Terdapat pada permukaan yang lebih halus. -          Sebagai pemancar panas yang jelek. -          Sebagai penyerap panas yang jelek. -          Sebagai pemantul yang baik.

W = e . τ . T⁴