fisika, kalor, termodinamika I, temperatur

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
adapun kita sering keliru dalam menentukan dan mencari sebuah penyelesaian tentang hukum Archimedes, temperature, ataupun tentang kalor dan hukum termodinamika I. Pada kalor Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal.
Menurut asas Black
Kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Qdilepas = Qditerima
1.2 Landasan Teori
Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, “Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya”
Fa = ρ v g
Kita bisa membuktikan prinsip Archimedes dengan melakukan percobaan kecil-kecilan berikut. Masukan air ke dalam sebuah wadah (ember dkk). Usahakan sampai meluap sehingga ember tersebut benar-benar penuh terisi air. Setelah itu, silahkan masukan sebuah benda ke dalam air. Setelah benda dimasukan ke dalam air, maka sebagian air akan tumpah. Volume air yang tumpah = volume benda yang tercelup dalam air tersebut. Jika seluruh bagian benda tercelup dalam air, maka volume air yang tumpah = volume benda tersebut. Tapi jika benda hanya tercelup sebagian, maka volume air yang tumpah = volume dari bagian benda yang tercelup dalam air Besarnya gaya apung yang diberikan oleh air pada benda = berat air yang tumpah (berat air yang tumpah = w = mairg = massa jenis air x volume air yang tumpah x percepatan gravitasi). Volume air yang tumpah = volume benda yang tercelup dalam air.

Fluida suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan fluida. Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat lemah sehingga diabaikan. Dengan demikian kerapatannya akan lebih kecil. Karena itu, fluida dapat ditinjau sebagai sistem partikel dan kita dapat menelaah sifatnya dengan menggunakan konsep mekanika partikel

1.3 Tujuan
- Memahami tentang hukum Archimedes
- Memahami tentang fluida dan tekanan
- Memahami cara menghitung termometer
- Memahami tentang hukum Termodinamika I

BAB II
PEMBAHASAN

SIFAT FLUIDA DALAM ZAT PADAT
Hukum Archimedes
"Jika suatu benda dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan keatas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang terdesak oleh benda tersebut".
Hukum Archimedes

Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.
Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan :

Fa = ρ v g
Keterangan :
Fa = gaya ke atas (N)
V = volume benda yang tercelup (m3)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (N/kg)

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hukum newton juga.
- Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda
melayang .
- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang
- Bila FA Fa
ρb X Vb X g > ρa X Va X g
ρb > ρa

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ).


Sifat Fluida Ideal:
- tidak dapat ditekan (volume tetap karena tekanan)
- dapat berpindah tanpa mengalami gesekan
- mempunyai aliran stasioner (garis alirnya tetap bagi setiap partikel)
- kecepatan partikel-partikelnya sama pada penampang yang sama
Tekanan
Tekanan sebagai perbandingan gaya dengan luas,
  gaya ρ h ∆A g
p = = = ρ g h
  luas ∆A

TEMPERATUR
Alat yang digunakan untuk mengukur suhu/temperatur disebut termometer.
  toC = 4/5 toR = ( 9/5t+ 32 )oF = ( t + 273 )oK
Untuk mengubah dari Celsius, Fahrenheit, dan Reamur adalah dengan mengingat perbandingan C:F:R = 5:9:4. Caranya, adalah (Skala tujuan)/(Skala awal)xSuhu. Dari Celsius ke Fahrenheit setelah menggunakan cara itu, ditambahkan 32.
Contoh
  100 °C pada skala Fahrenheit adalah 9/5 x 100 + 32 = 212 °F
  77 °F pada skala Celsius adalah 5/9 x (77-32) = 25 °C
KALOR DAN HUKUM TERMODINAMIKA I
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah.
Kalor dapat merambat melalui tiga macam cara yaitu:
1. Konduksi

Perambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.

H = K . A ∆T/ L)

H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu
∆T/L = gradien temperatur (ºK/m)
K = koefisien konduksi
A = luas penampang (m²)
L = panjang benda (m)

2. Konveksi

Perambatan kalor yang disertai perpindahan bagian-bagian zat, karena perbedaan massa jenis.

H = K . A . ∆T

H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu
K = koefisien konveksi
∆T = kenaikan suhu (ºK)

3. Radiasi

Perambatan kalor dengan pancaran berupa gelombang-gelombang elektromagnetik.

Hukum yang di terapkan pada gas Ideal :
1. Hukum ini diterapkan pada gas, khususnya gas ideal

PV = n R T
P . ∆V + -V . ∆P = n R ∆T
2. Energi adalah kekal, jika diperhitungkan semua bentuk energi yang timbul.
3. Usaha tidak diperoleh jika tidak diberi energi dari luar.
4. Dalam suatu sistem berlaku persamaan termodinamika I:

∆Q = ∆U+ ∆W

∆Q = kalor yang diserap
∆U = perubanan energi dalam
∆W = usaha (kerja) luar yang dilakukan
5. Pada proses isobarik (tekanan tetap) ∆P = 0; sehingga,