Kuliah tentang Kalor dan Kerja

Definisi Kalor

• Kalor adalah bentuk energi.
• Dimensi kalor sama dengan energi kinetik, energi potensial, dan bentuk energi lainnya.

Fenomena Terkait Kalor

1. Perubahan Suhu

   • Kalor dapat menyebabkan perubahan suhu.
   • Contoh: Air dari 27°C menjadi 50°C setelah diberikan kalor.

2. Perubahan Fasa/Wujud

   • Kalor dapat menyebabkan perubahan fasa.
   • Contoh: Air pada 100°C di bawah tekanan 1 ATM dapat menguap tanpa meningkatkan suhu.

3. Pemuaian dan Penyusutan

   • Kalor dapat menyebabkan perubahan volume benda (pemuaian atau penyusutan).
   • Contoh: Sistem silinder piston, dimana pemberian kalor menyebabkan piston bergerak.

Pemuaian dalam Termodinamika

• Pemuaian dapat dikaitkan dengan kerja dalam termodinamika.
• Definisi kerja berdasarkan fisika dasar:
  [ W = \int F \cdot dS ]
• Dalam termodinamika, bisa diganti menjadi:
  [ W = \int P , dV ]
  • Di mana P adalah tekanan dan dV adalah perubahan volume.

Contoh Soal

• Sistem Piston Silinder:
  • Ekspansi pada tekanan konstan 100 kPa.
  • Volume awal: 10 cc.
  • Volume akhir: 120 cc.

Perhitungan Kerja

• Definisi kerja:
  [ W = \int P , dV ]
• Karena tekanan konstan, P dapat dikeluarkan dari integral: [ W = P \cdot (V_2 - V_1) ]
• Dimana:
  • P = 100 kPa
  • V1 = 10 cc = 10 * 10^-6 m³
  • V2 = 120 cc = 120 * 10^-6 m³

Hasil Perhitungan

• Kerja yang dilakukan: [ W = 100 , kPa \cdot (120 * 10^{-6} - 10 * 10^{-6}) ]
• Hasil:
  • [ W = 0,01 , kJ ]

Kesimpulan

• Pembahasan hari ini mencakup konsep dasar kalor, fenomena yang disebabkan oleh kalor, pemuaian dalam konteks kerja, dan aplikasi dalam contoh soal.