Kalor laten – mengukur kalor lebur dan kalor uap air

FisikaSuhu, kalor, dan gasUsia 17–18Lab virtual

Gunakan di kelas saya

Pemanas listrik berdaya P memanaskan m kg es dari −10 °C sampai seluruhnya mencair, mendidih, dan menguap habis. Termometer dan stopwatch menghasilkan grafik T(t) dengan dua bagian mendatar pada 0 °C dan 100 °C. Dari lama kedua bagian mendatar ini peserta didik menghitung λ = P·Δt/m dan L = P·Δt/m, membandingkannya dengan 3,34·10⁵ J/kg dan 2,26·10⁶ J/kg, serta melihat pengaruh kalor yang hilang.

Pelajaran: Kalor lebur dan kalor uap

Yang ditunjukkan

Selama perubahan wujud, zat menyerap energi tanpa perubahan suhu: energi itu dipakai untuk memisahkan partikel, bukan untuk mempercepat geraknya. Energi yang diperlukan per kilogram disebut kalor laten, sehingga Q = m·λ saat melebur dan Q = m·L saat menguap. Di sini es bersuhu −10 °C dipanaskan dengan daya yang diketahui, menghasilkan kurva pemanasan dengan bagian mendatar pada 0 °C dan 100 °C. Lama setiap bagian mendatar memberikan λ dan L. Karena sebagian energi pemanas hilang ke lingkungan, hasil langsungnya terlalu besar; mengalikannya dengan efisiensi H akan mengoreksinya.

Cara menggunakan

Atur Daya pemanas, Massa es, dan Efisiensi perpindahan kalor H, lalu tekan Jalankan. Waktu dipercepat, tetapi jam menunjukkan waktu nyata percobaan. Amati grafik mendatar pada 0 °C dan 100 °C; tabel mencatat setiap bagian mendatar secara otomatis. Siswa juga dapat mengukur sendiri lamanya dengan tombol Mulai stopwatch dan Hentikan. Bandingkan nilai terukur dengan nilai acuan, mula-mula pada H = 100%, lalu pada efisiensi yang lebih rendah.

Parameter yang dapat diubah

  • Daya pemanas 200–2000 W
  • Massa es 0,05–0,5 kg
  • Efisiensi perpindahan kalor H 50–100 %
  • Percepatan waktu 10–200 ×

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa suhu tetap 0 °C selama es melebur, padahal pemanas terus memberikan energi?
  2. Kira-kira berapa kali lebih lama bagian mendatar saat mendidih dibandingkan saat melebur, dan mengapa?
  3. Apakah kehilangan kalor membuat λ terukur lebih besar atau lebih kecil daripada nilai sebenarnya? Mengapa?