BARRU WANUAKU: Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1 kelvin. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

Persamaan Kapasitas Kalor

$Q=C\textup{ x }\Delta T$

Keterangan:

Q : kalor yang diserap (J)
C : kapasitas kalor (J/K)
T : perubahan suhu (K)

Ada dua macam kapasitas kalor pada gas, yaitu kapasitas kalor pada tekanan tetap (Cp) dankapasitas kalor pada volume tetap (Cv ). Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap besarnya dapat diturunkan dari pada proses isobarik. Persamaan ini berlaku untuk gas. Kalor yang diberikan kepada gas untuk menaikkan suhunya dapat dilakukan pada tekanan tetap (proses isobarik) atau pada volume tetap (proses isokorik). Oleh karena itu, pada gas ada dua jeniskapasitas kalor, yaitu kapasitas kalor pada tekanan tetap (Cp) dan kapasitas kalor pada volume tetap (CV). Secara matematis dapat ditulis seperti berikut.

Keterangan:

Q_V : kalor yang diberikan pada volume tetap
Q_p : kalor yang diberikan pada tekanan tetap

Hukum I termodinamika pada proses isobaris Qp U W , sedangkan untuk proses isobarik VQ U . Bila kedua persamaan digabungkan, diperoleh :

Q_p =Q_v + W

C_p ΔT = C_vΔT + pΔV

(C_p-C_v)ΔT = pΔV

sehingga :

$C_{p}-C_{v}=\frac{p\Delta V}{\Delta T}$

Berdasarkan persamaan gas ideal pV = nRT, maka $p\frac{\Delta V}{\Delta T}$ = nR. Oleh karena itu persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut.

C_p – C_v =nR

Kapasitas Kalor Untuk Gas Monoatomik

$\Delta U=\frac{3}{2}nR\Delta T$

$C_{V}=\frac{\frac{3}{2}nR\Delta T}{\Delta T}=\frac{3}{2}nR$

$C_{P}=C_{V}+nR=\frac{3}{2}nR+nR=\frac{5}{2}nR$

Kapasitas Kalor Untuk Gas Diatomik

Pada suhu sedang maupun tinggi, energi dalam gas diatomik bertambah besar. Hal ini disebabkan pada suhu sedang terdapat energi kinetik rotasi, sedangkan pada suhu tinggi terdapat energi kinetik rotasi dan vibrasi (getaran gas). Untuk gas diatomik, besarnya kapasitas kalor gas pada tekanan tetap dan kapasitas kalor pada volume tetap tergantung pada derajat kebebasan gas.