Reunian

koleksi Gums

Yakinlah Bahwa Kita Bisa

KITA sering terbawa suasana yang aku dan membuat belajar jadi membosankan. Tidak aneh kalau saat belajar banyak siswa yang menguap karena mengantuk, ada juga siswa yang terlihat serius memperhatikan guru, padahal pikirannya ada di kantin sekolah.

KADANG karena bosan, kita susah sekali sehingga kitabilang pelajarnnya susah, bikin pusing kepala dan mungkin banyak lagi alasan lainnya. Akhirnya malas memperhatikan guru, main hp, corat-coret atau u ngobrol dengan teman.

BELAJAR adalah sebuah kebutuhan, bukan karena kepintaran, kecerdasan yang tinggi saja, tapi perlu mempunyai keyakinan keyakinan pada diri sert ketekunan. kita mesti memberi sugesti.

TAHU tidak, sugesti dapat mempengaruhi hasil situasi belajar ? jika kita memberi sugesti positif untuk melakukan sesuatu yang positif maka situasi belajar kita akan lebih positif dan akan mendapatkan hasil belajar yang positif pula. Sebaliknya jika kitamemberikan sugesti negatif maka situasi belajar akan negatif.

APABILA kita bisa memberikan sugesti uyang positif serta mempunyai keyakinan yang kokoh di barengi dengan ketekunan, mungkin semua itu adalah modal pertama kita.

MEMULAI belajar dengan kata " oh, jadi.. tapi, pak/ bu" atau " kalu begtu...", itu merupakan awal dari proses belajar aktif. kemudian, memcoba menjawab soal-soal yang diberikan guru. Anggap semua itu adalah sebuah permainan yang hendak ditaklkan. Rasakanlah adrenalin kita meningkat lebih cepat setelah menyelesaikannya. Perasaan puas akan menggantikan rasa takut.

BIASANYA dengan belajar aktif kita memperoleh nilai-nilai yang lebih baik, lebih cepat dipromosikan, mendapatkan penghasilan yang besar dalam hidup.

HAL ini terbentang dari "diri" yang introspektif dan mulai bertualang di dunia luas. Semangat adalah untuk menelusuri setiap kawasan yang baru, mengintip ke setiap celah-celah yang tesembunyi dan mengikuti setiap jalur yang ada dalam rangka mencari pengetahuan

KAPASITAS KALOR GAS

MAKALAH

Diajukan sebagai salah satu tugas akhir mata kuliah Fisika Dasar II

Dosen Pengampu Bpk. Drs. H. Chaerul rohman, M.pd

Disusun Oleh :

Gina Urfah Mastur S

208204206

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

2009

KATA PENGANTAR

Bismillahiramanirrahim

Alhamdulilah, puji dan syukur penuyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah membimbing hambanya-Nya yang dlo’if ke jalan yang dirihoi-Nya. Berkah rahmat dan karunia-Nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Shalawat serta salam mudah-mudahan selalu tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita sebagai umatnya ke jalan yang benar dan diridoi Allah SWT.

Makalah ini berjudul “Kapasitas Kalor Gas” yang yang bertujuan untuk memenuhi Tugas Mandiri Fisika Dasar II pada Jurusan Pendidikan Kimia Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Sunan Gunun Djati Bandun

Penyusun menyadari bahwa makalah ini tidak akan selasai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapan terima kasih penyusun ucapakan kepada bapak Chaerul Rohman sebagai Dosen mata kuliah Fisika dasar II, yang telah banyak memberikan memberikan motivasi kepada penyusun untuk menyelesaikan makalah ini.

Sungguh merupakan suatu kebanggaan dari penulis apabila makalah ini dapat terpakai sesuai fungsinya, dan pembacanya dapat mengerti dengan jelas apa yang dibahas didalamnya dapat bermamfaat khusunya bagi penulis dan masyarakat akademik pada umumnya.

Dengan segala kerendahan hati penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Segala kritikan dan saran yang membangun, sungguh sangat diharapkan demi memperbaiki pembuatan makalah di kemudian hari. Amin. Akhirnya pada Allah jua penulis kembali.

Selamat membaca!

Bandung, Mei 2009

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar belakang Masalah

Ilmu pengetahuan alam (sains) merupakan ilmu yang diperoleh melalui pengamatan dan penelitian terhadap alam serta gejala-gejala alam. Sains itu sendiri pada hakikatnya berkaitan dengan cara mencari tahu dan memahami tentang alam secara sistematis, sehingga sains bukan hanya penguasaan tentang kumpulan pengetahuan berupa fakta-fakta, konsep, prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan.

Fisika adalah satu bagian dari sains yang membahas tentang fenomena dan proses nyata yang menjadi masalah-masalah yang ada di alam. Dasar analisa Kapasitas Kalor Gas adalah kesetimbangan tekanan dan volum dalam system yang terisolasi dari lingkungan. Jika suatu sistem tidak menunjukkan terjadinya perubahan, maka sistem tersebut dapat dikatakan berada pada status keseimbangan.

Salah satunya uap super panas mempunyai sifat seperti gas jika berada di bawah suhu kritisnya, yaitu pada proses volume tetap (isokhorik) adalah proses yang bekerja pada satu garis volume sehingga volume akhir sama dengan volume awal proses. Proses tekanan tetap (isobarik) adalah proses yang bekerja pada satu garis tekanan sehingga tekanan akhir sama dengan tekanan awal proses.

Kapasitas kalor (C) dinyatakan dalam per satuan massa sehingga disebut sebagai kapasitas kalor jenis. Kapasitas kalor jenis didefinisikan sebagai perubahan kandungan panas yang terjadi sebagai akibat perubahan suhu pada satu satuan massa zat gas tertentu. Kapasitas kalor gas dapat berupa kapasitas kalor gas pada volume tetap (Cv) dan pada tekanan tetap (Cp).

B. Tujuan Penyusunan Makalah

1. Untuk mengetahui maksud dari Kapasitas Kalor Gas ?

2. Untuk mengetahui persamaan secara matematis dalam kapasitas kalor gas ?

3. Untuk memahami bagaimana pentingnya kapasitas kalor gas dalam penyuksesan Ilmu pengetahuan di eraglobalisasi ?

4. Untuk memahamai kegunaan kapasitas kalor dalam kehidupan ?

C. Ruang Lingkup

Uraian diatas menunjukkan adanya permasalahan-permasahan dalam pemahaman kapasitas kalor gas dalam tekanan dan volum tetap, serta pencapaian keadaan seimbang sehingga kalor dijaga konstan, maka penyusun merumuskan beberapa pertanyaan yang akan dibahas :

1. Apakah yang dimaksud dengan kapasitas kalor gas?

2. bagaimana persamaan kapasitas kalor gas pada tekanan tetap dan volum tetap ?
3. Persamaan Kapasitas yang diperoleh untuk gas monoatomik,gas diatomik dan poliatomi?
4. Bagaimana konsep kapasitas kalor gas berkaitan pada proses secara kimia ?

BAB II

PEMBAHASAN

Kapasitas Gas kalor

A. Pengertian Kapasitas Kalor Gas

Kapasitas kalor C suatu zat menyatakan banyaknya kalor Q yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar 1 kelvin. Pernyataan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai

C = Q/ΔT atau Q = CΔT

C= Kapasitas Kalor

Q = Qalor

∆T = Kenaikan Suhu

Kapasitas gas kalor adalah kalor yang diberikan kepada gas untuk menaikan suhunya dapat dilakukan pada tekanan tetap (proses isobarik) atau volum tetap (proses isokhorik). Karena itu, ada dua jenis kapasitas gas kalor yaitu:

1. Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap

2. Kapasitas kalor pada volum tetap.

B. Uraikan Konsep Kapasitas kalor Gas

Kapasitas kalor gas diperoleh dari fungsi empirik temperatur, dan biasanya dalam bentuk yang sama. Kapasitas kalor gas sangat dipengaruhi oleh tekanan, namun pengaruh tekanan pada sifat termodinamika tidak digunakan dalam. Karena gas pada tekanan rendah biasanya mendekati ideal, kapasitas kalor gas ideal bisa digunakan untuk hampir semua perhitungan gas real pada tekanan atmosfir.

1. kapasitas kalor gas pada tekanan tetap (C_p)

Kapasitas kalor gas adalah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu zat satu Kelvin pada tekanan tetap. tekanan system dijaga selalu konstan. Karena yang konstan adalah tekanan, maka perubahan energi dalam, kalor, dan kerja pada proses ini tidak ada yang bernilai nol.

Maka secara matematis :

Cp = Q/ΔT = ((5/2PΔV)/(ΔT)) = ((5/2nRΔV)/(ΔT)

Cp = 5/2nR

2. Kapasitas kalor gas pada volum tetap (C_v)

Kapasitas kalor pada volum tetap artinya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu zat satu kelvin pada volum tetap. Artinya kalor yang diberikan dijaga selalu konstan. Karena volume system selalu konstan, maka system tidak bisa melakukan kerja pada lingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidak bisa melakukan kerja pada system. Jadi kalor yang ditambahkan pada system digunakan untuk menaikan energi dalam sistem.

Maka secara matematis :

Cv = Q/ΔT = (3/2nRΔT)/ΔT

Cv = 3/2nR

Berdasarkan persamaan di atas dapat diperoleh bahwa:

Cp – Cv = 5/2nR – 3/2nR

Cp – Cv = nR

Kapasitas yang diperoleh pada persamaan tersebut adalah untuk gas monoatomik. Sedangkan untuk gas diatomik dan poliatomik tergantung pada derajat kebebasan gas. Dapat digunakan pembagian suhu sebagai berikut:

• Pada suhu rendah (± 250 K): Cv = 3/2nR dan Cp = 5/2nR
• Pada suhu sedang (± 500 K): Cv = 5/2nR dan Cp = 7/2nR
• Pada suhu tinggi (± 1000 K): Cv = 7/2nR dan Cp = 9/2nR

Oleh karena itu, konstanta Laplace γ dapat dihitung secara teoretis sesuai persamaan sebagai berikut:

• Gas monoatomik: γ = Cp/Cv = ((5/2nR)/(3/2nR)) = 5/3 = 1,67
• Gas diatomik pada suhu kamar: γ = Cp/Cv = ((7/2nR)/(5/2nR)) = 7/5 = 1,4

Dengan memasukan nilai Q_p dan Q_c sertqa W diperoleh :

C _p∆T – C_v∆T = _p∆V

(C _p – C_v ) = _p∆V

C _p – C_v = _p∆V / ∆T

Akhirnya kita mendapatkan rumus lengkap usaha yang dilakukan oleh gas seperti dibawah ini :

· W = p∆V = p (V₂- V₁)

· W = nR∆V = nR(T₂- T₁)

· W = Q_p - Q_{v =} (C_p – Cv)∆T

C. Konsep Kimia yang terkait dengan konsep fisika

Persyaratan energi memainkan peranan penting dalam menentukan arah akan terjadinya suatu reaksi kimia. Kapasitas kalor gas pada kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan perubahan keadaan. Dalam konsep kimia kapasitas kalor gas yang menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembentukan larutan.

Kedua konsep, kapasitas kalor gas dalam kimia dan fisika berupa perubahan energi yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi. Karena pengukuran dan perhitungan kalor reaksi kimia bersifat dasar untuk pemahaman kalor gas.

a. Hubungan energi dalam pada Reaksi Kimia

Energi dalam adalah energi total pada system zat-zat kimia. Energi dalam bergantung pada gerakan molekul, penataan, gaya tarik antar molekul, dan faktor-faktor lain semua itu adalah suatu fungsi keadaan. Sana halnya dengan entalpi H, harga mutlak energi dalam E, dari suatu keadaan tidak dapat ditentukan, namun perubahan energi dalam dapat ditentukan.

Perubahan kimia mencakup perubahan pada energi dalam produk relative terhadap pereaksi. Jika E₂ yaitu energi dalam sama denagn E₂ – E₁. suatu perubahan pada energi dalam suatu system dilaksanakan oleh transfer kalor ataupun dilakukannya kerja.

b. Hubungan Kapasitas kalor Gas dalam konsep Kimia

Perubahan kapasitas kalor pada volume kostan (C_v) dan tekanan konstan (C_p) lebih mudah diukur, meskipun proses yang dilakukan pada tekanan konstan (tekanan atmosfer) bagi proses reaksi kimia lebih penting daripada volume konstan.

Sifat materi yang dapat dikur secara kuantitatif. Kerja dan pindah panas dapat diukur dan dihitung, namun kedua hal tersebut bukan properti. Tekanan sebagai fungsi volume spesifik dan suhu, atau p = p(v,T), dan seterusnya. Properti yang umum digunakan untuk menyatakan status suatu sistem sederhana (zat murni yang hanya terdiri atas satu komponen) adalah tekanan (p; satuan Pa), volume spesifik (v; satuan m3/kg), suhu (T; satuan K), energi dalam spesifik (u; satuan kJ/kg), entalpi spesifik (h; satuan kJ/kg), dan entropi spesifik (s; satuan kJ/kg). Untuk sistem yang terdiri atas lebih dari satu zat yang tidak saling bersenyawa, penentuan nilai properti tersebut dapat dilakukan jika komposisi masing-masing zat di dalam sistem diketahui. (Tambunan, 2007)

Kapasitas panas (c) adalah ekstensif yang sering dinyatakan dalam per satuan massa sehingga disebut sebagai kapasitas panas jenis. Kapasitas panas jenis didefinisikan sebagai perubahan kandungan panas yang terjadi sebagai akibat perubahan suhu pada satu satuan massa zat tertentu. Kapasitas panas jenis dapat berupa kapasitas panas jenis pada volume tetap (cv) dan pada tekanan tetap (cp), sesuai dengan kondisi yang ditetapkan. cv dituliskan dalam persamaan:

.............................(2.8)

dan cp dapat dituliskan dengan persamaan:

.............................................................(2.9)

Hubungan antara kapasitas panas jenis suatu gas ideal pada tekanan tetap dengan pada volume tetap dapat ditentukan jika u, h, dan pV dinyatakan sebagai fungsi T. Bentuk diferensial persamaan [2-8] terhadap suhu adalah:

..................................................(2.10)

Sehingga, dengan memasukkan persamaan (8) dan (9), serta persamaan gas ideal pV=RT, akan diperoleh:

........................................(2.11)

Untuk gas ideal, berdasarkan percobaan joule diperoleh :

C_p – C_{v =} nR

Perbandingan kapasitas panas pada tekanan tetap terhadap kapasitas panas pada volume tetap (cp/cv) sering sangat bermanfaat untuk analisis sistem pendinginan. Untuk gas ideal nilai rasio kapasitas panas tersebut adalah:

[2.12]

Fasa suatu zat dapat diketahui berdasarkan dua sifat yang berbeda. Jika nilai salah satu properti berubah maka dikatakan zat tersebut mengalami proses. Sifat yang umum dipakai adalah tekanan, suhu, dan volume.

Kalor-kalor pembakaran senyawa oganik lazim dilakukan denagn menggunakan kalorimeter bom. Dalam alat ini, reaksi dilakukan dalam suatu sistem yang tertutup atau terisolasi dan proses terjadi pada voleme konstan. Perubahan kalor yang diukur sama denagn energi dalam

Perubahan kalor dalam suatu proses tekanan konstan sebagai perubahan entalpi, ∆H.

Kalor pembentukan atom gas, dalam kJ/ mol, pada 250
Atom	∆Hfo
H	218.0
N	472.6
O	249.2
F	78.5
CL	121.3
Br	111.9
I	106.8
B	571.1
C	716.7
S	277.4
Harga-harga dihitug dari data dalam handbook of chemistry and physics, R.C Weast,Weast, Ed,CRC Press Inc,1979

harga ∆H yang diingikan dihubungkan dengan ∆E, secara matematis :

∆H= ∆E + ∆_nRT

∆_n ialah jumlah mol produk-produk yang berbentuk gas minus jumlah mol pereaksi yang berbentuk gas, seperti dinyatakan pada persamaan berimbang untuk reaksi. Selisih antara ∆H dan ∆E kecil untuk kebanyakan reaksi pada temperature biasa. Hanya bila ∆_n atau T besar , selisih itu akan bermakna.

Penentuan Kalor reaksi dalam reaksi kimia menggunakan kalorimetri. Kalorimetri reaksi merujuk pada penentuan kalor reaksi apa saja selain reaksi pembakaran. Metoda ini digunakan denagn senyawa anorganik dan larutannya.

Dalam subuah kalorimetri jenis, reaksi berlangsung dalam bilik reaksi yang dibenamkan dalam air yang kuantitasnya diketahui dengan penimbangan, dalam suatu bejanayang erisolasi. Satu cara untuk mengawali reaksi dalam bilik tyang tertutup rapat ini adalah memanasi suatu kumparan kawat yang tidak bereaks, denagn mengalirkan kelistrikan. Jika reaksi itu diduga bersifat sanagnt eksoterm bilik dibuat dari baja agar tahan terhadap tekanan yang dihasilkan oleh gas-gas panas yang ada.

Banyaknya kalor yang dibebaskan ataupun diserap diperoleh denagn menaruh suatu kuantitas yang ditimbang dari pereaksi dalam wadah, membiarkan reaksi berlangsung.dari bobot bahan-bahan yang terlibat (air, hasil reaksi, dan kalorimeter), perubahan temperaturnya, kapasitas kalor gas, maka banyaknya perubahan kalor selama reaksi dapat dihitung.

D. Contoh soal dan masalah dalam kapsitas kalor gas

• Soal dalam konsep fisika

1. Sebanyak 56,0 x 10^-3 kg Nitrogen dipanaskan dari270 K menjadi 310 K, jika nitrogen ini dipanaskan dalam bejana yang bebas memuai, maka diperlukan kalor 2,33 kJ. Jika nitrogen ini dipanaskan dalam bejana kaku ( tidak dapat memuai ), maka diperlukan kalor 1,66 kJ. Hitung :

a. kapasitas gas umum

b. tetapan gas umum

Penyelesaian :

Diketahui : massa m = 56,0 x 10^-3 kg

∆T = 310 K – 270 K = 40,0 K

Massa molekul M = 28,0 g/mol = 28,0x10^-3 kg/mol

a. Untuk bejana yang bebas memuai

Q_p = 2,33 kJ = 2330 J

C_p = Q_p/ ∆T = 2330 J / 40,0 = 58,2 J K^-1

Untuk bejana yang kaku ( tidak dapat memuai )

Q_v = 1,66 kJ = 1660 J

C_v = Q_v/ ∆T = 1660 / 40,0 = 41,5 J K^-1

b. Tetapan gas umum R

n = m/M

C_p – C_v = nR

R= m/ M (C_p - C_v)

= 28, 0 x 10^-3 kg/mol / 56,0 x 10^-3 kg (58,2 JK^-1 – 41,5 J K^-1)

= 8,35 J K^-1 mol^-1

• Soal dalam konsep kimia

2. Satu mol gas helium, dianggap dianggap bersifat ideal. Dipanaskan pada tekanan tetap dari 25^o C sampai 45^oC . Tentukan perubahan entalpi system jika diketahui kapasitas kalor molar, C_v = 3/2 R.

Penyelesaian :

Diketahui :

Keadaan 1 keadaan 2

n₁ = 1 mol P₂ = P₁

P₁ = P T₂ = 45^O C + 273

T₁ = 25^o C + 273 = 318, 15 K

= 298,15 K

Ditanyakan :

Perubahan entalpi, ∆H ?

∆H = n 5/2 R (T_2-T₁)

= 5/2 1 mol 8, 314 JK^-1 mol ^-1 (318, 15 – 298,15 ) K

= 400 J

Jadi, entalpi system meningkat 400 J

3. kalor pembakaran benzena C₆H₆ (l), seperti yang ditentukan dalam sebuah kalori meter bom adalah – 3623,9 kJ mol pada 25^o C dan tekanan 1 atm. Hitunglah perubahan entalpi ,∆H_r^o untuk proses ini.

Penyelesaian :

Q_v/ ∆E ₌ - 3623, 9 kJ/ mol

∆_n = 6CO_2(g) – _15/2 O_{2 (g)}

6 mol – 7,5 mol = 1,5 mol

∆H = ∆E + ∆nRT

∆H =- 3623,9 kJ + [ ( -1,5 mol) (8,314 x J/ K x mol ) x (298 K) (1kJ/ 1.000 J ) ]

∆H_r^o = - 3623,9 kJ x (- 3,72 kJ) = - 3,267, 6 kJ

Penyelesaian Masalah Kapasitas kalor gas

• Lihat satuan untuk kerja dan kalor, kerja sering kali dinyatakan dalam joule dan kalor dalam kalori atau kilikalori, tetapi pilih hanya satu satuan untuk satu soal
• Temperatur pada umumnya dinyatakan dalam Kelvin, perbedaan temperatur bias dinyatakan dalam C^o atau K
• Satuan SI untuk kalor Q adalah J dan ∆T adalah K, sehingga satuan SI untuk kapasitas kalor adalah J/K atau J K_-1
• Perhatikan dalam penyelesaian soal, Kapasitas yang diperoleh untuk gas monoatomik, diatomik dan poliatomik tergantung pada derajat kebebasan gas.
• Gas pada kapasitas kalor dalam tekanan dan volum tetap selalu dijaga konstan
• Energi dalam merupakan sifat system, sedangkan kerja dan kalor bukan sifat system.
• Perubahan kalor dapat menghasilkan usaha dari perubahan energi dalam.
• Kalor yang masuk sistem menjelma sebagai penambahan energi dalam system

BAB III

PENUTUP

A. Manfaat Kapasitas kalor Gas

Konsep kapasitas kalor gas berarti memberikan kalor kepada gas untuk menaikan suhunya satu system ke lingkungan lainnya dengan cara-cara tertentu. Diperlukan analisa pindah panas dan massa untuk mengetahui proses yang terjadi. Memberikan konsep adanya energi dalam suatu sistem (u). Jumlah energi dalam suatu benda selalu tetap jika tidak ada panas (q) maupun kerja yang dilakukan padanya (w). dewasa ini, konsep ini bermanfaat untuk pengolahan sampah dan beberapa mesin pendingin.

1. Teknologi pengolahan sampah

Untuk mengkonversi sampah menjadi energi. Pada dasarnya ada dua alternatif proses pengolahan sampah menjadi energi, yaitu proses biologis yang menghasilkan gas-bio dan proses thermal yang menghasilkan panas. Konsep ini digunakan pada PLTSa dan takakura.

2. Teknik pendinginan

Refrigerasi (pendinginan) adalah suatu sistem yang mengambil panas dari suatu benda atau ruangan yang bersuhu lebih rendah dari lingkungan alamiahnya. Bangsa Romawi dan Cina mengambil es dan salju untuk digunakan sebagai penyejuk udara saat musim panas. Bangsa Mesir meletakkan bejana air di atap rumah pada malam hari untuk mendinginkannya. Terlihat bahwa usaha untuk mendinginkan bahan atau udara telah ada sejak dahulu. Peradaban yang maju membuat teknik pendinginan semakin berkembang

Terdapat dua bidang pendinginan yang saling terkait dalam pendinginan yaitu bidang refrigerasi dan pengkondisian udara. Aplikasi teknik pendinginan dapat dijumpai di berbagai bidang. Di bidang industri, pengkondisian udara digunakan untuk mendapatkan suhu dan kelembaban yang nyaman bagi pekerja.

Dingin merupakan hasil yang diciptakan oleh mesin pendingin terutama kulkas dan freezer. Sedangkan AC lebih ke keadaan sejuk. Proses terjadinya pendinginan yang diciptakan oleh mesin pendingin sebenarnya merupakan tiruan terjadinya dingin yang disebabkan oleh alam. Dan dingin sebenarnya merupakan suatu proses penguapan karena adanya panas akan menimbulkan udara dingin disekitarnya. Dingin terjadi karena adanya penguapan, dan penguapan berlangsung karena adanya panas.

Produk yang dibekukan dapat kembali ke keadaan semula umumnya dengan perlakuan panas. Di toko-toko, bahan pertanian ini juga ditampilkan pada rak berpendingin Pendinginan juga dikenal dalam proses pengolahan makanan. Es krim, dibuat dengan membekukan susu setelah proses pasteurisasi dan pencampuran dilakukan.

Produk pangan lain yang membutukan pendinginan antara lain susu, keju, jus buah. Industri roti juga menggunakan pendinginan untuk menyimpan adonan roti sehingga roti lebih cepat disajikan dan mengurangi kerugian toko roti karena adanya adonan yang tidak dibakar. Industri kimia menggunakan teknik pendinginan untuk memisahkan gas, pengembunan gas, penghilangan kalor reaksi, pemisahan zat dari campurannya dan untuk menjaga tekanan. Teknik pendinginan juga digunakan pada bidang lainnya seperti konstruksi, pembuatan es batu, dan arena olahraga

Salah satu jenis mesin refrigerasi yang umum digunakan pada zaman sekarang adalah jenis kompresi uap. Mesin pendingin jenis ini bekerja secara mekanik dan perpindahan panas dilakukan dengan memanfaatkan sifat refrigeran yang berubah dari fase cair ke fase gas (uap) kemudian ke fase cair kembali secara berulang.

Chilling injury Proses pendinginan merupakan proses yang populer untuk penyimpanan produk-produk pertanian. Dengan menurunkan suhu suatu produk, aktivitas enzim dan mikroba yang ada akan berkurang, sehingga penurunan mutu atau kerusakan dapat dihambat. Pada buah-buahan atau sayur-sayuran, pengendalian proses pendinginan merupakan faktor kritis karena dapat menyebabkan chilling injury bila dibawah suhu tertentu. Pembekuan merupakan pendinginan sampai titik beku air dengan tujuan yang sama. Pada umumnya produk beku akan mempunyai ketahanan yang lebih lama, namun tidak semua produk pertanian cocok dengan proses ini.

· Jenis-jenis Mesin Pendingin

Dari berbagai mesin pendingin yang ada, serta ditinjau dari segi kegunaan dan fungsinya, yang umum kita kenal ada 4 macam mesin pendingin, antara lain :

1. Refrigerant

Jenis ini lebih dikenal dengan sebutan kulkas atau lemari es. Tipe dan kapasitasnya bermacam-macam, dan umumnya digunakan untuk rumah tangga. Fungsinya untuk mendinginkan minuman, mengawetkan bahan makanan, menhasilkan es. Suhu untuk lemari es dipertahankan 3o -100 C

2. Freezer

Jenis yang satu ini tidak berbeda dengan kulkas, hanya saja kapasitas lebih besar, dan suhunya lebih rendah.

3. Air Conditioner (AC)

Manusia selalu berusaha untuk membuat keadaan disekelilingnya menjadi lebih baik dan suasana lebih nyaman. Air Conditioner adalah salah satu yang dapat memenuhi kebutuhan itu. Air Conditioner (AC)

Air conditioner atau alat pengkondisi udara membantu manusia memberikan udara sejuk dan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh. Air conditioner bentuknya lebih kecil dari lemari es, tetapi tenaga motor listrik sebagai penggerak yang diperlukan jauh lebih besar. Proses pendinginan yang harus dilakukan yaitu untuk menyejukkan udara dalam suatu ruangan luas atau kamar, adalah jauh lebih lebih besar dari pada lemari pendingin atau kulkas. Secara umum dapat dibedakan menjadi 2 jenis :

· AC untuk tranportasi

Beberapa sistem dirancang untuk mendapatkan kondisi udara dimana debu hampir tidak ada (ruang steril) seperti pada industri elektronika. Industri percetakan perlu udara dengan tingkat kelembaban tertentu sehingga kertas tidak menggumpal dan tinta cepat kering. Kelembaban yang tinggi juga dapat menyebabkan terjadinya korsleting. Perkantoran dan perumahan saat ini umum menggunakan AC untuk menambah kenyamanan ruangan.

· AC untuk Gimnaisum

Di negara sub-tropis, pengkondisian juga meliputi pemanasan ruangan saat musim dingin. Keinginan manusia untuk berkendara dengan nyaman membuat sistem pendinginan juga dijumpai di mobil dan kendaran angkutan lainnya. Industri pertanian saat ini umum menggunakan sistem cold chain untuk menjaga mutu produk. Sistem pendinginan ini biasanya digunakan untuk produk yang mudah busuk dan banyak mengandung air, seperti daging, sayur dan buah. Untuk mendapatkan umur simpan yang lebih lama, pembekuan digunakan untuk membekukan produk.

4. Kipas Angin

Walaupun pada dasarnya peralatan yang satu ini tidak menghasilkan udara atau suhu yang dingin sebagaimana kulkas atau AC, tetapi putaran dan sistem kerjanya mirip dengan kerja dari kedua peralatan diatas.

B. Nilai- nilai yang tekandung dalam konsep kapasitas kalor gas

1. Arti (terjemahan Ayat Al-Quran)

1. ATH-THAARIQ :12) : “Demi bumi yang mempunyai belahan”
2. Yaasin : 80 ”dengan itu kamu membakar”

2. Konsep/istilah fisika

1. ATH-THAARIQ :12 :

Bumi merupakan planet bertanah (terrestrial planet) yang paling besar. Empat planet yang lebih besar dari bumi (Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus), dan juga matahari, tersusun dari gas-gas hydrogen (H₂) dan helium(He). Sebagai “dunia non-gas” yang terbesar, Bumi memiliki suhu (T) internal paling tinggi dibandingkan dengan planet-planet lain, sehingga Bumi mempunyai kulit yang paling tipis dengan kedalaman cuma sekitar 50 km. Suhu internal yang tinggi menyebabkan kulit tipis itu terbelah menjadi enam atau tujuh belahan besar (dan beberapa belahan lebih kecil) yang disebut lempeng (plate). Lempeng-lempeng ini menyetel secara pas seakan-akan dilekatkan oleh seorang tukang kayu yang piawai. Itulah sebabnya mereka dinamai lempeng-lempeng tektonik.

Kapasitas kalor gas juga diperoleh dari fungsi empirik temperatur, dan biasanya dalam bentuk yang sama dengan persamaan yang digunakan pada bahan cair dan padat. Kapasitas kalor gas juga sangat dipengaruhi oleh tekanan. Namun pengaruh tekanan pada sifat-sifat termodinamik tidak diperlukan dalam persamaan kapasitas kalor.

Kapasitas panas (c) adalah ekstensif yang sering dinyatakan dalam per satuan massa sehingga disebut sebagai kapasitas panas jenis. Kapasitas panas jenis didefinisikan sebagai perubahan kandungan panas yang terjadi sebagai akibat perubahan suhu pada satu satuan massa zat tertentu. Kapasitas panas jenis dapat berupa kapasitas panas jenis pada volume tetap (cv) dan pada tekanan tetap (cp), sesuai dengan kondisi yang ditetapkan.
cv dituliskan dalam persamaan:

..............................(2.8)

dan cp dapat dituliskan dengan persamaan:

.............................................................(2.9)

Hubungan antara kapasitas panas jenis suatu gas ideal pada tekanan tetap dengan pada volume tetap dapat ditentukan jika u, h, dan pV dinyatakan sebagai fungsi T. Bentuk diferensial persamaan [2-8] terhadap suhu adalah:

..................................................(2.10)

Sehingga, dengan memasukkan persamaan (8) dan (9), serta persamaan gas ideal pV=RT, akan diperoleh:

........................................(2.11)

Untuk gas ideal, berdasarkan percobaan joule diperoleh :

C_p – C_{v =} nR

dimana konstanta adalah spesifik untuk setiap gas. Karena gas pada tekanan rendah biasanya mendekati ideal, kapasitas kalor gas ideal bisa digunakan untuk hampir semua perhitungan gas real pada tekanan atmosfir.

Lapisan di bawah kulit bumi memiliki suhu cukup panas atau kalor yang diberikan sangat tinggi sehingga menaikan suhu di bawah kulit bumi sehingga mampu bergerak, dan gerakan ini mendorong lempeng-lempeng kesana kemari. Akibatnya terjadilah pembentukan benua dan pulau-pulau serta pembentukan palung (basin) yang merupakan wadah bagi samudera. Meskipun pergeseran lempeng-lempeng tektonik yang dinamis ini sering menimbulkan gempa bumi, bahkan mungkin gelombang tsunami.

2. Yaasin : 80 :

efek rumah kaca mengakibatkan suhu udara naik dalam rumah kaca, udarapun bertambah paas karena kalor yang diberikan matahari. Karena kaca menghantarkan panas yang jelek, sehingga panas yang ditimbulkan itu tidak gampang keluar, maka terperangkap pada system terutup ( Hukum termodinamika I pada system terutup) Ruang antara lapisan C0₂ dengan permukaan bumi menjadi perangkap panas. oleh karena itu sifat gas CO₂ sama dengan kaca yang gampang ditembus cahaya tetapi sukar ditembus cahaya maka terjadilah pemanasan global yang mengakibatkan es pada kedua kutub mencair. Apabila kapasitas kalor gas CO₂ melebihi batas maka es akan menjadi lautan. Proses pendinginan berarti memindahkan panas dari satu lingkungan ke lingkungan lainnya dengan cara-cara tertentu

Kapasitas yang diperoleh pada adalah untuk gas monoatomik. Sedangkan untuk gas diatomik dan poliatomik tergantung pada derajat kebebasan gas. Sebagai panduan dapat digunakan pembagian suhu sebagai berikut:

• Pada suhu rendah (± 250 K): Cv = 3/2nR dan Cp = 5/2nR
• Pada suhu sedang (± 500 K): Cv = 5/2nR dan Cp = 7/2nR
• Pada suhu tinggi (± 1000 K): Cv = 7/2nR dan Cp = 9/2nR

3. Nilai Praktis

Konsep kapasitas kalor gas dipelajari dan di terapkan berbagai mesin pendingin yang ada, antara lain :Refrigeran,Freezer, Air Conditioner (AC) serta pada teknik pengolahan sampah, seperti yang diterapakan pada rencana PLTsa dan takakura.

4. Nilai Religius

` Mempelajari konsep kapasitas gas kalor bahwa Kapasitas gas kalor adalah kalor yang diberikan kepada gas untuk menaikan suhunya dapat dilakukan pada tekanan tetap (proses isobarik) atau volum tetap (proses isokhorik). Kalor yang diberikan pada sistem isokhorik dan isobarik berbeda. pada tekanan tetap kalor yang diberikan digunakan untuk menaikkkan energi dalam dan melakukan usaha sedangkan pada system volum tetap seluruh kalor yang diberikan system hanya digunakan untuk menaikkan energi dalam system.

Energi dalam sama halnya seperti bibit yang kita taman, artinya kapasitas kalor (kebaikan) pada orang sekeliling kita termasuk lingkungan harus ditingkatkan gunanya energi dalam sebagai bibit haruslah bibit yang baik serta positif sehingga usaha yang kita lakukan dan diberikan akan menjadi buah yang bermamfaat bagi ligkungan dan orang-orang disekitar kita. Ingat seluruh usaha yang kita berikan hanya untuk ya Rajak, Wahab, Rahman, Malik Tuhan yang Maha Esa

· Nilai Intelektual

Perbandingan kapasitas panas pada tekanan tetap terhadap kapasitas panas pada volume tetap ( cp/cv ) sering sangat bermanfaat untuk analisis sistem pendinginan. Untuk gas ideal nilai rasio kapasitas panas tersebut adalah:

Fasa suatu zat dapat diketahui berdasarkan dua sifat yang berbeda. Jika nilai salah satu properti berubah maka dikatakan zat tersebut mengalami proses. Sifat yang umum dipakai adalah tekanan, suhu, dan volume.

Status jenuh (saturation state) adalah status zat saat terjadinya perubahan fase (sejak mulai hingga berakhir). Fase merujuk kepada sejumlah zat yang mempunyai komposisi kimia dan struktur fisika yang serba-sama, baik dalam bentuk padatan, cairan, atau uap (gas). Untuk tujuan keteknikan, fase gas dapat dibagi lagi menjadi uap dan gas sebenarnya. Pembagian tersebut tidak terlalu tegas dan hanya didasarkan pada derajat kesesuaiannya pada kaidah gas ideal, dimana uap dianggap sebagai fase gas yang tidak sesuai dengan kaidah gas ideal. Pada sistem refrigerasi, refrigeran berada pada keadaan cair atau uap, atau keduanya pada saat yang sama dengan proporsi tertentu. Kebanyakan refrigeran yang bekerja pada fase gas berada pada kondisi yang sangat dekat dengan garis jenuh sehingga dapat digolongkan sebagai uap. Pada pembuatan dry-ice (karbon dioksida padat) ketiga fase tersebut dapat ditemukan secara bersama-sama.

· Nilai Pendidikan

Sifat gas diatomik dan poliatomik tergantung pada derajat kebebasan gas, sama halnya dengan kita tergantung derajat kebebasan sifat yang kita timbulkan terhadap orang lainnya, Energi dalam derajat keikhlasan dan kejujuran yang akan kita terapkan sama halnya dengan energi termal yang merupakan sifat artinya, sifat apa yang akan kita munculkan itu adalah ciri khas system pikiran kita. sikap keikhlasan adalah nilai yang harus kita jaga untuk membina sistem kejujuran yang melahirkan ketulusan untuk memeberi yang terbaik untuk Sang pencipta. Dari nilai tersebut kita dapat menentukan menjadi system yang terbuka yang bisa mennyerap energi positif dari lingkungan.

· Nilai Sosial Politik

Kapasitas kalor gas juga diperoleh dari fungsi empirik temperature. Kapasitas kalor gas juga sangat dipengaruhi oleh tekanan. Namun pengaruh tekanan pada sifat-sifat termodinamik tidak diperlukan dalam persamaan kapasitas kalor. Sebagai gantinya, kapasitas kalor gas dibuat pada kondisi keadaan gas ideal. Kapasitas kalor ini dilambangkan dengan C’_p dan C’_v dan tidak bergantung dengan tekanan dan berlaku hubungan:

C’_p – C’_v = R

Manusia adalah system yang bisa menentukan menjadi system tebuka dan tetutup hanyalah dirirnya sendiri. Dimasa globalisasi manusia dituntut mempunyai energi penuh dan mempelajari keterampilan secara menyeluruh. Kapasitas keterampilan bisa diperoleh dari fungsi kecerdasan, ketekunan, semangat serta kemampuan untuk mempertahankan tekanan agar menjadi motivasi, karena adanya tekanan dan volum masalah yang datang itu sebagai dorongan, intinya bagaimana kita bisa mengubah tekanan menjadi berkah dorongan (kalor yang diberikan). Sebagai gantinya kapasitas keterampilan dan pola pikir kita akan berkembang menjadi positif pada kondisis apapun.

BAB IV

PENUTUP

A. SIMPULAN

Kalor merupakan besaran yang bergantung pada jalannya proses, oleh karena itu terdapat bemacam-macam kapsitas kapsasitas kalor. Dari sejumlah besar kapasitas kalor yang ada, hanya dua yang sangat penting, yakni C_p dan C_v. kedua nilai ini dapat dicari hubunganya dengan cara subsitusi persamaaan hingga kita dapat mendapatkan persamaan untuk hubungan C_p dan C_v untuk gas ideal adalah Cp – Cv = nR, Kapasitas yang diperoleh pada persamaan tersebut adalah untuk gas monoatomik. Sedangkan untuk gas diatomik dan poliatomik tergantung pada derajat kebebasan gas.

Kapasitas kalor gas pada kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan perubahan keadaan. Dalam konsep kimia kapasitas kalor gas yang menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembentukan larutan.

Perubahan kalor dalam suatu proses tekanan konstan sebagai perubahan entalpi, ∆H.

Yaitu ∆H= ∆E + ∆_nRT

B. SARAN

1. Konsep Kapasitas kalor gas sangat penting untuk kita pahami dalam system isohorik dan isobarik, karena kapasitas kalor tiap gas berbeda perlakuannya terhadap system, masalah perbedaan kapasitas tersebut tidak bisa di abaikan,

2. Masalah Kapasitas kalor gas hendaknya tidak ditafsirkan sebagai satu fenomena yang menakutkan dan hal yang sulit dipahami

3. Penggunaan konsep kapsitas kalor gas hendaknya dibarengi pengetahuan dan teknologi yang tinggi.

4. Penerapan dalam konsep kapasitas kalor gas sebaiknya bias diterapkan secara maksimal dan bertanggung jawab, agar dikemudian hari tidak menimbulkan kerugian

5. Diharapkan penggunaan konsep ini dapat menciptakan kemakmuran dan kesejahteraan umat manusia.

DAFTAR ISTILAH

· Kapasitas kalor C suatu zat menyatakan banyaknya kalor Q yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar 1 kelvin

· Tekanan adalah gaya yang bekerja secara vertikal pada bidang datar luas 1 cm2, oleh benda padat, cair atau gas. Pada umumnya satuannya kg/cm2.

· Temperatur / Suhu adalah derajat panas atau tingkat kedinginan. Ukuran suhu dinyatakan dengan angka dan angka ini disebut derajat seperti 0C (derajat Celcius), 0F(derajat Fahrenheit)

· Kalor adalah energi yang diterima oleh benda, sehingga suhu benda atau wujudnya berubah. Jika kalor dilepaskan suhu benda akan turun. Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat dipindahkan, tetapi tidak dapat dihilangkan. Kalor dapat diukur meskipun kita tidak melihatnya. Satuan dari kalor joule (J), Kalori , BTU.

· Kalor jenis suatu zat ialah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilo zat itu sebesar 10K atau satu derajat Kelvin. Bilangan kalor jenis dinyatakan dengan satuan K Cal/Kg 0C.

· Panas Bebas Umumnya, apabila memanaskan atau mendinginkan suatu benda, suhu dari benda tersebut mengalami perubahan. Panas yang mempengaruhi langsung pada suatu benda demikian disebut panas bebas.

· Kalor Sensibel adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda. Satuan dalam : Joule, Kalori, atau BTU.

· Massa sebuah benda banyaknya zat atau materi yang dikandung suatu benda satuan Kg. Massa Jenis suatu zat ialah massa zat itu dibagi volumenya pada 00C. satuannya Kg/m3, Kg/l.

· Bahan Pendingin (Refrigerant) adalah suatu zat yang mudah menguap dan berfungsi sebagai penghantar panas dalam sirkulasi pada saluran instalasi mesin pendingin. Bahan pendingin (refrigerant) adalah suatu zat yang mudah berubah wujud dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Dapat mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Untuk instalasi Refrigerator/kulkas, AC dipakai freon R-12 atau R-22 sebagai refrigerant.

· Effek Pendinginan Adalah kemampuan membawa kalor dari bahan pendingin atau jumlah kalor yang dapat diserap oleh 1 pound bahan pendingin waktu mulai evaporator. Satuannya dalam K Cal/Kg.

· C= Kapasitas Kalor

· Q = Qalor

· ∆T = Kenaikan Suhu

· W = Usaha

· ∆U = energi dalam

· Untuk menyatakan efek pendinginan, banyaknya kalori panas yang di serap dalam satuan waktu dinyatakan dengan K Cal/Jam.

· Frost adalah volume uap air dalam udara menjadi kecil, dan sebagian uap air yang menyentuh pada permukaan suatu benda yang rendah suhunya akan berbentuk embun-es yang halus. Peristiwa demikian disebut Frost.

· Dingin adalah suhunya rendah atau tidak ada panas. Dingin adalah akibat dari pengambilan kalor. Lemari es menghasilkan dingin dengan mengambil kalori dari bagian dalamnya. Lemari es tidak dapat menghilangkan kalor, tetapi dapat memindahkan melalui bahan pendingin.

· Tekanan Maksimum, tekanan pada gas yang terjadi pada batas maksimum

· Temperatur Maksimum Benda gas mempunyai batas kemampuan di mana sudah tidak berdaya untuk mengubah fase gas ke fase cair

DAFTAR PUSTAKA

· Giancoli. 1998. Edisi kelima.FISIKA I. Jakarta : Erlangga

· Rohman, ijang dan Mulyani Sri. 2000. KIMIA FISIKA I. Bandung : UPI

· Foster, Bob.2004. Fisika SMA. Jakarta : Erlangga.

· Kleinfelter, Keenan. Edisi keenam. 1980. Jakarta : Erlangga

· Pita, E.G., 1981, Air Conditioning Principles and Systems – An Energy Approach, John Wiley & Sons, Inc.

· Stoecker, W.F., and Jones, J.W., 1987, Refrigeration and Air conditioning, 2nd ed., McGraw-Hill International Edition, Singapore

· Tambunan, A.H., Teknik Pendinginan (diktat kuliah)

· IIR Thematic File, A Brief History of Refrigeration, http://www.iifiir.org/2endossiers_dossiers_histoire.htm#_ftn

Beyoncé;Jay-Z - Crazy In Love.mp3 get more free mp3 & video codes at www.musik-live.net