Makalah Fisika

Makalah

tentang Tara Kalor Mekanik, Cara Kerja Termos dan Skala Rankine

Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas Fisika

Disusun Oleh :

Ibnu Hiban

Muhammad Alfi

Yopi Bastian

Yulpan Paisal

Program Keahlian Multimedia

Sekolah SMKN 2 Garut

Jl. Suherman No 90 Garut

Kata Pengantar

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas petunjuk dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat membuat tulisan ilmiah pada waktu yang telah di tentukan oleh kami para penulis.

Tulisan ilmiah ini menampilkan rangkuman materi pembelajaran fisika yang mencakup tiga bahasan yaitu Tara Kalor Mekanik, Skala Rankine, dan Cara Kerja Termos. Dengan tiga bahasan tersebut pembaca di harapakan mampu mengerti tentang salah satu materi pembelajaran fisika tersebut.

Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam hal penyajian ataupun kelengkapan materi yang kami tulis. Oleh karena itu, kritik dan saran pembaca yang dapat membuat tulisan ilmiah ini semakin bagus lagi akan kami terima dengan senang hati.

Hormat Kami,

Penulis       

Daftar Isi

Kata Pengantar...............................................................................

Daftar Isi........................................................................................

Tara Kalor Mekanik......................................................................

Skala Rankine...............................................................................

Cara Kerja Termos........................................................................

Penutup..........................................................................................

Daftar Pustaka...............................................................................

A.   Tara Kalor Mekanik

1.     Pengertian Kalor

Kalor yaitu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika benda bersentuhan.Satuan kalor menurut SI atau MKS  yaitu joule ( J ) sedang menurut cgs yaitu erg adapun untuk jenis makanan yaitu kalori. Tara Kalor Mekanik  yaitu ” penyetaraan satuan energi kalor dengan energi mekanik ”

1 kalori = 4,2 joule   ;   1 joule = 0,24 kalori

1 kkal (kilokalori) = 1000 kal ( kalori ) = 4200 joule = 4,2 kj (kilojoule)

Kalor dapat  menaikkan atau menurunkan  suhu.Semakin besar kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kenaikan suhu (∆ T) jika massa  (m) dan kalor jenis zat (c) tetap.

Semakin besar massa zat (m) maka kalor (Q) yang diterima semakin banyak. Semakin kecil massa zat (m) maka kalor (Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan massa zat (m) jika kenaikan suhu (∆ T) dan kalor jenis zat (c) tetap.

Semakin besar kalor jenis zat (c) maka kalor (Q) yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kalor jenis zat (c) maka kalor (Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kalor jenis zat (c)  jika kenaikan suhu (∆ T) dan massa zat (m) tetap.Kalor jenis zat (c) yaitu banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 °C. Persamaan energi kalor yaitu :  Q = m c ∆T

Keterangan  :

Q = banyaknya kalor satuan joule (J)

c = kalor jenis zat satuan  J / kg °C

m = massa zat satuan kg

∆ T = perubahan suhu satuan  °C

Zat cair dikatakan mendidih jika gelembung – gelembung uap terjadi di dalam seluruh zat cair dan dapat meninggalkan zat cair. Saat zat cair mendidih suhunya tetap dan dinamakan suhu tersebut titik didih. Selama zat cair mendidih diperlukan kalor digunakan untuk merubah wujud zat cair menjadi zat gas jadi energi tersebut digunakan disebut kalor uap / laten. Kalor uap suatu zat adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1 kg zat cair pada titik didihnya. Satuannya J/kg.  Persaaman kalor yg diperukan untuk menguapkan zat yaitu  Q = m U . Keterangan  Q = banyaknya kalor yang digunakan satuan joule, m = massa zat satuan kg dan U = kalor uap zat satuan J/kg. Kalor uap = kalor embun. Titik didih dipengaruhi oleh tekanan udara di atas permukaan dan ketidakmurnian zat cair. Titik didih normal air 100 °C jika tekanan udara sebesar 1 atmosfer atau 76 cmHg. Jika tekanan udara besar maka titik didih zat cair menjadi besar dan sebaliknya. Alat yang memanfaatkan titih didih terhadap tekanan udara adalah panci tekan dan otoklaf. Titik didih = titik embun.

Air membeku pada suhu 0 °C sedang es mencair pada suhu 0 °C. Jadi titik beku = titik lebur. Kalor yang dilepas untuk pembekuan suatu zat suhunya tetap dan dinamakan kalor beku. Kalor yang diperlukan untuk peleburan suatu zat suhunya tetap dan dinamakan kalor lebur. Kalor beku  =  kalor lebur. Persaaman kalor yg diperukan untuk meleburkan zat   yaitu  Q = m L . Keterangan  Q = banyaknya kalor yang digunakan satuan joule, m = massa zat satuan kg dan L = kalor lebur zat satuan J/kg. Faktor yang mempengaruhi titik lebur zat antara lain tekanan udara di atas permukaan dan ketidakmurnian zat. Regelasi adalah gejala meleburnya bagian balok es yang diberi beban (tekanan luar) dan membeku kembali sesaat beban dihilangkan.

2.     Pengertian Tara Kalor Mekanik

Tara kalor mekanik. Bila kalor sebesar H satuan kalor berubah seluruhnya menjadi usaha sebesar W satuan, dalam persamaan W = JH, J disebut tara kalor mekanik. Kalau W dinyatakan dalam Joule, H dalam kalori, J mempunyai satuan Joule/kalori. Dalam hal ini J = 4,185 J/kal (Hadiat, 2004).

Usaha yang dilakukan oleh beban (m) dapat dihitung. Demikian pula kalor yang dihasilkan dalam kalorimeter. Kemudian perbandingan antara usaha dengan kalor dapat diketahui. Ternyata perbandingan antara usaha dengan kalor selalu tetap, yaitu  4,2 joule/kalori. Bilangan ini dinamakan tara kalor mekanik.

B.   Skala Rankine

Skala Rankine adalah skala suhu termodinamis yang dinamai menurut insinyur Skotlandia William John Macquorn Rankine, yang mengusulkannya pada 1859. Lambangnya adalah °R (atau °Ra untuk membedakannya dari Rømer dan Réaumur). Seperti skala Kelvin, titik nol pada skala Rankine adalah nol absolut, tapi satu derajat Rankine didefinisikan sama dengan satu derajat Fahrenheit. 459.67 °R sama dengan 0 °F.Banyak insinyur di AS menggunakan skala Rankine, tapi di ajang internasional yang menggunakan satuan SI, suhu termodinamis diukur dalam kelvin.

Tabel rumus konversi Rankine
Ke	Dari	Rumus
Fahrenheit	Rankine	°F = °R − 459.67
Rankine	Fahrenheit	°R = °F + 459.67
kelvin	Rankine	K = °R ÷ 1.8
Rankine	kelvin	°R = K × 1.8
Celsius	Rankine	°C = (°R ÷ 1.8) – 273.15
Rankine	Celsius	°R = (°C + 273.15) × 1.8

C.   Cara Kerja Termos

      Prinsip kerja termos itu sederhana. Termos menggunakan bahan yang bersifat adiabatik. Bahan adiabatik secara ideal menghambat atau tidak memungkinkan terjadinya interaksi, antara sistem dengan lingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak terjadi pertukaran temperatur. Nah dengan menggunakan bahan adiabatik ini termos mampu mempertahankan suhu air yang berada di dalamnya.

            Termos air terbuat dari tabung kaca yang berongga dan berwarna putih mengikap (spt cermin). susunannya yang paling dalam adalah kaca tersebut, kemudian ada celah udara dan terakhir dinding termos. jadi antara didnding termos dengan tabung ada lapisan udara.

            Elemen utama termos air adalah tabung kaca yang hampa udara di sekeliling termos tersebut (seperti gelas, tapi pinggirnya tebal & hampa udara di tengahnya bukan solid/pejal seperti pinggiran gelas). Sedangkan penutup luarnya (biasanya terbuat dari aluminium) berfungsi sebagai isolator antara tabung kaca dengan udara sekitar.

            prisip kerjanya kalor yang masuk dalam tabung tidak bisa merambat keluar karena dihambat oleh kaca yg mempunyai warna putih dan mengkilap (warna putih dan mengkilap itu menyerap sedikit kalor dibandingkan dgn warna gelap), kemudian kalor dihambat oleh celah yg hampir hampa udara pada tabung kaca, setelah itu masih dihambat lagi sama celah udara antara tabung dan dinding (karena udara adalah penghantar panas yg kurang baik) dan terakir adalah panas dihambat keluar oleh dinding termos yg biasa terbuat dr plastik ato logam yg penghantar panasnya kurang baik.
Kesimpulannya, dengan adanya tabung tersebut suhu di dalam termos tetap terjaga karena hampa udara menghambat perambatan panas melalui udara.dan panas air tak bisa merambat keluar baik secara konveksi maupun konduksis.

Penutup

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas kberkat rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan tulisan ilmiah ini dengan tepat pada waktunya. Penulis menyadari masih banyak kekurangan pada penulisan tulisan ilmiah ini, untuk itu kritik dan saran kami akan terima dengan senang hati.